Dr Piotr Sitarek. Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Dr Piotr Sitarek. Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska"

Miłosz Przybylski
5 lat temu
Przeglądów:

1 Podstawy fizyki Wykład 11 Dr Piotr Sitarek Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska D. Halliday, R. Resnick, J.Walker: Podstawy Fizyki, tom 3, Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa K.Sierański, K.Jezierski, B.Kołodka, Wzory i prawa z objaśnieniami, cz. 2, Oficyna Wydawnicza Scripta, 2006.

2 Drgania elektromagnetyczne Układ LC R = 0 drgania elektromagnetyczne pola elektrycznego i magnetycznego obwód drgający

3 Układ LC Drgania elektromagnetyczne

4 Drgania elektromagnetyczne Układ LC W rzeczywistym obwodzie LC drgania nie będą zachodzić bez końca, gdyż zawsze istnieje pewien opór elektryczny, który odbiera energię od pola elektrycznego i magnetycznego, powodując jej rozpraszanie w postaci energii termicznej.

5 Drgania elektromagnetyczne Obwód drgający LC Z II prawa Kirchhoffa mamy:

6 Drgania elektromagnetyczne energia Zmiany energii elektrycznej i magnetycznej czas

7 Drgania elektromagnetyczne

8 Drgania elektromagnetyczne Drgania tłumione w odwodzie RLC

9 Drgania elektromagnetyczne Drgania tłumione w odwodzie RLC

10 Drgania elektromagnetyczne

11 Drgania elektromagnetyczne Drgania wymuszone Jeśli do obwodu RLC dołączona jest zewnętrzna zmienna SEM to drgania ładunku, napięcia i natężenia prądu nazywamy drganiami wymuszonymi. Niezależnie od częstości drgań swobodnych obwodu, wymuszone drgania ładunku, napięcia i natężenia prądu zawsze zachodzą z częstością kołową drgań wymuszonych w w.

12 Drgania elektromagnetyczne Drgania wymuszone obciążenie oporowe

13 Drgania elektromagnetyczne Drgania wymuszone obciążenie pojemnościowe

14 Drgania elektromagnetyczne Drgania wymuszone obciążenie indukcyjne

15 Podsumowanie Drgania elektromagnetyczne

16 Drgania elektromagnetyczne Obwód szeregowy RLC Musimy wyznaczyć I max i fazę początkową

17 Drgania elektromagnetyczne Obwód szeregowy RLC

18 Drgania elektromagnetyczne Obwód szeregowy RLC rezonans

19 Drgania elektromagnetyczne Moc w obwodach prądu zmiennego Chwilową szybkość rozpraszania energii na oporniku (czyli moc chwilową) można zapisać jako

20 Drgania elektromagnetyczne Moc w obwodach prądu zmiennego

21 Drgania elektromagnetyczne Moc w obwodach prądu zmiennego

22 Drgania elektromagnetyczne

23 Fale elektromagnetyczne James C. Maxwell pokazał, że wiązka światła to rozchodząca się fala pól elektrycznego i magnetycznego fala elektromagnetyczna. Optyka (zajmująca się badaniem światła widzialnego) jest więc gałęzią elektromagnetyzmu. składowa elektryczna składowa magnetyczna

24 Tęcza Maxwella Fale elektromagnetyczne

25 względna intensywność Fale elektromagnetyczne długość fali, nm Względna czułość przeciętnego ludzkiego oka na fale elektromagnetyczne o różnej długości. Zakres widzialny część widma promieniowania elektromagnetycznego, na którą czułe jest ludzkie oko.

26 Fale elektromagnetyczne Przemieszczanie się fali e-m indukowane pole elektryczne z prawa Faradaya

27 Fale elektromagnetyczne Przemieszczanie się fali e-m indukowane pole magnetyczne

28 Fale elektromagnetyczne Wektor Poyntinga Szybkość przepływu energii takiej fali przez jednostkową powierzchnię opisana jest przez wektor S, nazywany wektorem Poyntinga. W układzie SI wymiar S jest W/m 2. Kierunek wektora Poyntinga S fali elektromagnetycznej w każdym punkcie jest kierunkiem rozchodzenia się fali i kierunkiem przepływu energii w tym punkcie. lub

29 Fale elektromagnetyczne Polaryzacja Płaszczyznę, w której leżą wektory E, nazywamy płaszczyzną drgań fali (wtedy mówimy, że fala jest spolaryzowana liniowo w kierunku y). płaszczyzna drgań

Fale elektromagnetyczne Polaryzacja Fale elektromagnetyczne emitowane przez zwykłe źródła światła (takie jak Słońce czy żarówka) są niespolaryzowane;

30 Fale elektromagnetyczne Polaryzacja Fale elektromagnetyczne emitowane przez zwykłe źródła światła (takie jak Słońce czy żarówka) są niespolaryzowane; wektor natężenia pola elektrycznego w dowolnym punkcie jest zawsze prostopadły do kierunku rozchodzenia się fal, ale jego kierunek zmienia się przypadkowo.

31 Fale elektromagnetyczne Natężenie światła przechodzącego przez polaryzator I = 1 2 I 0 gdy światło padające jest niespolaryzowane I = I 0 cos 2 θ gdy światło padające jest spolaryzowane

32 Fale elektromagnetyczne Natężenie światła przechodzącego przez polaryzator

33 Prawo odbicia światła Obrazy

34 Zasada Fermata Obrazy

35 Obrazy Obraz rzeczywisty i pozorny Zbiór promieni tworzy wiązkę świetlną. Układy optyczne powodują przekształcanie wiązek świetlnych. Pewne układy optyczne mają tę własność, że promienie wychodzące z jednego punktu, po przejściu przez układ przecinają się także w jednym punkcie, który to punkt nazywamy obrazem optycznym punktu, z którego promienie świetlne wyszły. Obraz nazywa się rzeczywistym, jeżeli promienie świetlne po przejściu przez układ rzeczywiście się przecinają. Obraz nazywa się pozornym, gdy w pewnym punkcie przecinają się przedłużenia promieni, prowadzone w stronę przeciwną do biegu promieni świetlnych.

36 Obrazy Obraz rzeczywisty i pozorny - zwierciadło płaskie Zwierciadło płaskie. Promienie wychodzące z jednego punktu A przedmiotu odbijają się od zwierciadła płaskiego. Obserwatorowi wydaje się, że promienie wychodzą z punktu A. Punkt A jest obrazem pozornym punktu A.

37 Zwierciadło sferyczne Obrazy

38 Obrazy Zwierciadło sferyczne wklęsłe (r, f > 0)

39 Obrazy Zwierciadło sferyczne wypukłe (r, f < 0)

40 Załamanie światła prawo Snella Obrazy

41 Całkowite wewnętrzne odbicie Obrazy

42 Obrazy Współczynnik załamania l = 589 nm

43 Rozszczepienie światła - tęcza Optyka

44 Rozszczepienie światła pryzmat Obrazy

45 Obrazy Rozszczepienie światła pryzmat Kąt minimalnego odchylenia

46 Soczewki Obrazy

47 Wzór soczewkowy Obrazy

48 Wzór soczewkowy Obrazy

49 Soczewka skupiająca jako lupa Obrazy

50 Mikroskop Obrazy

51 Luneta astronomiczna Keplera Obrazy

52 Fotometria Fotometria

53 Fotometria Fotometria

54 Interferencja Zasada Huygensa Wszystkie punkty czoła fali zachowują się jak punktowe źródła elementarnych kulistych fal wtórnych. Po czasie t nowe położenie czoła fali jest wyznaczone przez powierzchnię styczną do powierzchni fal wtórnych.

55 Dyfrakcja ugięcie Interferencja

56 Interferencja Doświadczenie interferencyjne Younga

57 Interferencja Doświadczenie interferencyjne Younga Przykład

58 Interferencja Doświadczenie interferencyjne Younga

59 Interferencja Interferencja w cienkich warstwach

60 Interferometr Michelsona różnica dróg optycznych Interferencja przesunięcie M 2 o przesunięcie M 2 o - przesunięcie o 1 prążek - zamiana jasnego z ciemnym wstawienie elementu o grubości L i współczynniku załamania n powoduje przesunięcie obrazu o prążków

61 Pierścienie Newtona Interferencja

62 Dyfrakcja Nieoczekiwane z punktu widzenia optyki geometrycznej! Dyfrakcja Fresnela

63 Dyfrakcja Dyfrakcja na pojedynczej szczelinie

64 Dyfrakcja Dyfrakcja na pojedynczej szczelinie

65 Dyfrakcja Dyfrakcja na pojedynczej szczelinie natężenie światła

66 Dyfrakcja na otworze kołowym Dyfrakcja Rozdzielczość

67 Dyfrakcja na wielu szczelinach Dyfrakcja

68 Dyfrakcja Siatka dyfrakcyjna rys. MPasternak

69 Dziękuję za uwagę!

Podobne dokumenty

Podstawy fizyki wykład 8

Podstawy fizyki wykład 8 Dr Piotr Sitarek Katedra Fizyki Doświadczalnej, W11, PWr Optyka geometryczna Polaryzacja Odbicie zwierciadła Załamanie soczewki Optyka falowa Interferencja Dyfrakcja światła D.