ŚWIATŁO. Czym jest światło? 8.1. Elementy optyki geometrycznej odbicie, załamanie światła

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "ŚWIATŁO. Czym jest światło? 8.1. Elementy optyki geometrycznej odbicie, załamanie światła"

Transkrypt

1 ŚWIATŁO Wykład 8 Pamiętaj, że najmniejszy krok w stronę celu jest więcej wart niż maraton dobrych chęci. Czym jest światło? 8.1. Elementy optyki geometrycznej odbicie, załamanie światła 8.2. Elementy optyki falowej- dyfrakcja, interferencja światła 1

2 Fale - przypomnienie Fala - zaburzenie przemieszczające się w przestrzeni i w czasie. Długość fali: ; 2 k Okres: Prędkość: T v Częstotliwość: v f T 2 f k 1 T 2 Równanie fali harmonicznej: y(t) = A sin(t- kx) gdzie: A amplituda fali, (wt- kx ) faza fali, k liczba falowa - częstość FIZYKA - kołowa. wykład 8 2

3 Czym jest światło? Światło jest falą elektromagnetyczną związaną z rozchodzeniem się w przestrzeni zmiennego pola elektrycznego i magnetycznego. c Rys.2. Widmo promieniowania elektromagnetycznego. Źródło: Halliday,Resnick,Walker Fundamentals of Physics. Optyka to dział fizyki, zajmujący się badaniem natury światła, początkowo tylko widzialnego, a obecnie również promieniowania z zakresów podczerwieni i nadfioletu. 3

4 Elementy optyki Optyka geometryczna - zajmuje się opisem zjawisk optycznych (prawa odbicia i załamania, rozszczepienie światła, zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia), bez odwoływania się do falowej natury światła (przypadek graniczny optyki falowej dla λ0 ). Zakłada się, że światło rozchodzi się wzdłuż linii prostych, zwanych promieniami świetlnymi. Promienie świetlne nie oddziałują ze sobą. Optyka falowa - zajmuje się opisem zjawisk wynikających z falowej natury światła. W ramach optyki falowej badane są takie zjawiska jak: dyfrakcja, interferencja, polaryzacja. Rys.3. Przykłady. źródło: 4

5 8.1. Elementy optyki geometrycznej Podstawowe prawa optyki geometrycznej 1. W ośrodku jednorodnym światło rozchodzi się prostoliniowo. 2. Przecinające się promienie świetlne nie zaburzają się wzajemnie. 3. Zasada Fermata (sformułowana w połowie XVII wieku) P Światło rozchodzi się po takiej drodze, która wymaga najkrótszego czasu : O S optical POQ PO n OQ 1 n 2 Q 4. Bieg promieni świetlnych jest odwracalny 5

6 Elementy optyki geometrycznej 5. Prawo odbicia (I prawo Snelliusa) czoło fali promień padający normalna promień odbity powietrze Kiedy promień świetlny pada na granice dwóch ośrodków przezroczystych, odbija się tak, że kąt odbicia 1 jest równy kątowi padania 1, przy czym oba promienie i normalna do powierzchni granicznej, leżą w płaszczyźnie padania. powierzchnia graniczna H 2 O 1 = 1 (8.1) promień załamany Rys. 4. Załamanie światła przy przejściu z ośrodka o współczynniku złamania światła n 1 do ośrodka o współczynniku załamania światła n 2. źródło : Halliday,Resnick,Walker Fundamentals of Physics 6

7 Elementy optyki geometrycznej 6. Prawo załamania ( II prawo Snelliusa) a) normalna Promień załamany leży w płaszczyźnie padania, a kąt załamania 2 związany jest z kątem padania 1 zależnością: sin sin 1 2 n n 2 1 v v 1 2 (8.2) b) Rys.5 normalna gdzie n 1 i n 2 są współczynnikami załamania charakteryzującymi ośrodki 1 i 2. Współczynnik załamania ośrodka jest wielkością bezwymiarową, n =c/v ( c - prędkością światła w próżni, zaś v prędkością światła w danym ośrodku). Współczynnik załamania światła dowolnej substancji jest zawsze n 1. Możliwe są 3 przypadki: n1 sin 2 sin 1 (8.3) n2 1) n 2 =n 1 załamanie nie następuje 2) n 2 >n 1 kąt załamania jest mniejszy od kąta padania (rys.5a) 3) n 2 <n 1 kąt załamania jest większy od kąta padania, po załamaniu promień jest odchylony od pierwotnego kierunku w stronę od normalnej ( rys.5b) 7

8 Dyspersja - rozszczepienie światła Elementy optyki geometrycznej Współczynnik załamania światła n w każdym ośrodku, z wyjątkiem próżni, zależy od długości fali światła. Oznacza to, że promienie świetlne, którym odpowiadają różne długości fali, będą załamywane pod różnymi kątami na tej samej powierzchni granicznej dwóch ośrodków. Światło białe Zatem wiązka światła białego zawierająca promienie o różnych długościach fali pada na granicę dwóch ośrodków, to w wyniku załamania pod różnymi kątami zostanie ona rozszczepiona (dyspersja chromatyczna) (rys.). Rys. 6. Trójkątny pryzmat rozdziela światło białe na barwy składowe. Rozszczepienie zachodzi na pierwszej powierzchni załamującej i jest zwiększane na drugiej powierzchni. Źródło: o UWAGA Rozszczepienie nie występuje dla światła monochromatycznego, czyli światła o jednej długości fali. 8

9 Dyspersja c.d. a) normalna światło załamane Wiązka światła białego (rys.7a) pada na powierzchnię graniczną powietrze-szkło. Współczynnik załamania światła dla danego ośrodka jest większy dla fal krótszych -wiązka niebieska, niż dla fal dłuższych ( w. czerwona). Składowa niebieska jest odchylana silniej, dlatego jej kąt 2b - jest mniejszy niż kąt załamania składowej czerwonej 2r. Na rys. 1b, wiązka światła białego pada od strony szkła na powierzchnię graniczną szkło-powietrze. Tym razem składowa niebieska jest odchylona silniej niż składowa czerwona, w konsekwencji kąt 2b jest teraz większy od kąta 2r ( rys. 7b). b) normalna Rozszczepienie światła znalazło zastosowanie przy konstrukcji spektroskopów optycznych- przyrządów służących do analizy widmowej światła ( do określania jakie długości fali i o jakim względnym natężeniu występują w badanym świetle), co pozwala np. identyfikować pierwiastki, które brały udział w emisji tego światła. Najpiękniejszym i najbardziej zachwycającym światło zjawiskiem będącym skutkiem rozszczepienia światła załamane słonecznego w kroplach deszczu jest tęcza. Rys.7. Rozszczepienie światła białego. źródło : Halliday,Resnick,Walker Fundamentals of Physics 9

10 a) Całkowite wewnętrzne odbicie Odbicie i załamanie Promienie światła monochromatycznego ze źródła Z (rys. 8b) przechodzą z ośrodka o większym współczynniku załamania (np. wody lub szkła) do ośrodka o mniejszym współczynniku załamania (np. powietrza). Promień padający na granicę ośrodka doznaje zarówno odbicia, jak i załamania, przy czym kąt załamania jest większy od kąta padania. b) Istnieje pewien kąt graniczny gr, dla którego kąt załamania 2 =90 o : sin n gr sin 90 (8.4) n1 n1 n Dla kątów padania > gr nie ma już promienia załamanego i całe światło ulega odbiciu. Zjawisko to nazywamy całkowitym wewnętrznym odbiciem. Rys.8. Całkowite wewnętrzne odbicie światła wysyłanego ze źródła światła Z umieszczonego w wodzie. Źródło: Halliday,Resnick,Walker Fundamentals of Physics 10

11 Całkowite odbicie - zastosowanie Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia wykorzystuje się w celu efektownego oświetlenia strug wody w fontannach, połysku brylantów, a także przy konstrukcji licznych przyrządów optycznych (np. refraktometrów służących do pomiaru współczynnika załamania cieczy oraz przezroczystych ciał stałych). Fontanna w Białymstoku, źródło: 11

12 Światłowody Zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia znalazło wiele zastosowań w technikach medycznych. Rys. Schemat budowy światłowodu. Źródło: Lekarz może szukać wrzodów w żołądku, wykorzystując światłowody (ang. fiber optic cable), czyli wiązkami włókien wykonanych z materiału dielektrycznego (np. szkła, lub tworzyw sztucznych), służących do przekazywania światła. Światło wprowadzone na jednym końcu światłowodu, ulega wewnątrz włókna wielokrotnemu całkowitemu odbiciu od ścianek, co pozwala na przesyłanie go do drugiego końca światłowodu z niewielkimi stratami i oświetla wnętrze żołądka. Pewna część tego światła, odbita od oświetlonego wnętrza żołądka, trafia do drugiego światłowodu i na takiej zasadzie jak w pierwszym światłowodzie wędruje na zewnątrz organizmu pac jęta. Informacja jest odbierana i przetwarzana na obraz oglądany przez lekarza. Światłowody są wykorzystane w sieciach komputerowych i technologiach internetowych. 12

13 Widzenie kolorów Co powoduje, że postrzegamy kolory? Obiekt czarny absorbuje równo wszystkie kolory światła widzialnego. Obiekt biały odbija równo wszystkie kolory światła widzialnego. Gdy obiekt absorbuje wszystkie kolory oprócz jednego, widzimy kolor który nie jest absorbowany. Żółty pasek odbija światło żółte i dlatego widzimy, że jest żółty. Gdy obiekt absorbuje jeden kolor, widzimy kolor komplementarny. Żółty pasek absorbuje kolor fioletowy i dlatego widzimy kolor żółty, który jest kolorem komplementarnym. Roztwór, który absorbuje kolor czerwony i pomarańczowy, ma kolor komplementarny niebieski i zielono niebieski. 13

14 8.2. Elementy optyki falowej Efektowne barwy motyla lub baniek mydlanych, nie są tylko wynikiem załamania światła, lecz też rezultatem interferencji światła. Interferencja polega na selektywnym wzmacnianiu lub wygaszaniu nakładających się fal. Jeśli nakładające się fale mają zgodne fazy ( 0 2n ), następuje maksymalne wzmocnienie fali wypadkowej, natomiast interfe- 2n rencja fal o przeciwnych fazach ( ) prowadzi do ich całkowitego wygaszenia. Zjawisko interferencji światła, a także zjawisko dyfrakcji, czyli ugięcia fal świetlnych, są najsilniejszymi dowodami na falową naturę światła. Aby zrozumieć i opisać te zjawiska musimy wyjść poza ograniczenia optyki geometrycznej. 14

15 Zasada Huygensa Teoria Huygensa (XVII w.) pozwala w prosty sposób przewidywać rozchodzenie się dowolnego rodzaju fal, a więc także fal świetlnych, w przestrzeni trójwymiarowej. Zasada mówi: Wszystkie punkty czoła fali zachowują się jak punktowe źródła elementarnych kulistych fal wtórnych. Po upływie czasu t nowe położenie czoła fali jest wyznaczone przez powierzchnię styczną do powierzchni fal wtórnych. Fale wtórne wzajemnie ze sobą interferują. Rys. 9. Konstrukcja geometryczna fali płaskiej w próżni. 15

16 Elementy optyki falowej c.d Długość fali a współczynnik załamania światła Korzystając z zasady Huygensa można wyprowadzić empiryczne prawo załamania i zależność, że długości fali światła w dwóch ośrodkach są proporcjonalne do prędkości światła w tych ośrodkach (rys. 10) : (8.5) Rys. 10. Zastosowanie zasady Huygensa do załamania fali płaskiej na granicy powietrze-szkło. a także wniosek, że długość monochromatycznej fali świetlnej w ośrodku materialnym zależy od współczynnika załamania n tego ośrodka. Przyjmijmy, że monochromatyczne światło ma w próżni długość fali λ i prędkość c, a w ośrodku współczynniku załamania światła n jego długość fali wynosi λ n, a prędkość v. Zatem: n v c Korzystając z def. Współczynnika załamania światła: n c v (8.6) i podstawiając do wzoru (8.6) mamy: 16

17 Optyka falowa c.d. n n (8.7) Równanie (8.7) wiąże długość fali światła w dowolnym ośrodku z jego długością fali w próżni. WNIOSEK: Im większy jest współczynnik załamania światła ośrodka, tym mniejsza jest długość fali rozchodzącego się w nim światła. A co z częstością światła? Niech f n oznacza częstość światła w ośrodku o współczynniku załamania n. Stosując zależność v f, możemy zapisać: f n v c / n / n n c WNIOSEK: Zatem, kiedy prędkość i długość fali świetlnej w ośrodku materialnym są różne od prędkości i długości tej fali w próżni, to jej częstotliwość w ośrodku jest taka sama, jak w próżni. f (8.8) 17

18 Optyka falowa c.d. Zmiana różnicy faz 2 Rys.11. Dwie fale rozchodzące się w ośrodku o współczynniku Załamania n 1 mają początkowo zgodne fazy. Fala 2 przechodzi przez warstwę ośrodka o współczynniku załamania n 2 >n 1. Długość fali w warstwie ulega skróceniu. Na skutek tego po wyjściu z warstwy fazy fal są przeciwne. Z równania (8.7) wynika ważny wniosek: Różnica faz pomiędzy dwiema falami może ulec zmianie, jeśli fale te rozchodzą się w dwóch ośrodkach o różnych współczynnikach załamania. Taka zmiana różnicy faz ((rys. 11)) może być odpowiedzialna za efekty interferencji w określonym punkcie ośrodka. 18

19 Optyka falowa c.d Dyfrakcja fali świetlnej fala padająca fala ugięta Zjawisko dyfrakcji - inaczej ugięcia fali, polega na zmianie kierunku rozchodzenia się fali w wyniku natknięcia się na przeszkodę o rozmiarach porównywalnych z jej długością. Im węższa jest szczelina, tym silniejsze ugięcie fali. Rys.12. Schemat zobrazowania zjawiska dyfrakcji. 19

20 Doświadczenie Younga W 1802 r. Thomas Young odkrył interferencję światła i zapoczątkował falową teorię światła. fala padająca Schemat doświadczenia Younga (rys.13) światło monochromatyczne, przepuszczone zostaje przez szczelinę S 0 ulega dyfrakcji i kierowane jest na przesłonę z dwiema szczelinami S 1 i S 2. W wyniku dyfrakcji światła na tych szczelinach powstają dwie fale koliste, które interferują ze sobą. Na umieszczonym dalej ekranie obserwujemy obraz złożony z jasnych i ciemnych prążków interferencyjnych. Rys.13. Schemat doświadczenia Younga, Przesłona z dwiema szczelinami i powstawanie obrazu interferencyjnego. 20

21 Doświadczenie Younga c.d. Jasne prążki (rys.) powstają na skutek wzmocnienia interferencyjnego (środki jasnych prążków odpowiadają maksimom interferencji), natomiast ciemne prążki są wynikiem interferencji destruktywnej, czyli wygaszania (środki ciemnych prążków odpowiadają minimom interferencji). fala padająca Zjawisko interferencji polega na nakładaniu Się fal o jednakowej częstotliwości, w wyniku czego w ośrodku powstaje fala będąca sumą fal interferujących. W każdej chwili wychylenie punktu przestrzeni jest sumą wychyleń docierających do niego zaburzeń falowych. Różnica faz fal składowych decyduje o natężeniu światła na ekranie i może się zmieniać, gdy fale przebywają drogi o różnej długości. 21

22 Interferencja-wzory. a) fala fala padająca padająca Warunek interferencyjnego a) wzmocnienia : wówczas w takim punkcie fazy fal składowych są zgodne b) osłabienia : L 0 m L / 2 m (8.9) (8.10) wówczas w takim punkcie fazy fal składowych są przeciwne i natężenie światła jest minimalne. Jakie wartości kąta odpowiadają maksimom i minimom interferencyjnym? b) Zał. (D >>d). Wówczas możemy traktować promienie r 1 i r 2 jako wzajemnie równoległe, tworzące kąt z osią układu (rys). Przy takich założeniach otrzymujemy związek: L d sin (8.11) Uwzględniając warunki (8.9) i (8.10) otrzymujemy równania na a) położenie środka jasnego prążka m-tego rzędu: różnica dróg optycznych ΔL Rys. FIZYKA 14. Powstawanie - wykład 8 obrazu interferencyjnego. d sin m b) położenie środka ciemnego prążka, określa warunek:, gdzie m= 1, 2... (8.12) (8.13) 1 d sin m 2 22

23 8.2.5.Siatka dyfrakcyjna Siatka dyfrakcyjna to zbiór szczelin prostoliniowych, równoległych i równoodległych (siatka transmisyjna) lub na zwierciadle metalicznym (siatka odbiciowa). a) b) b) Stała siatki d, to odległość środków sąsiednich szczelin /lub ilość szczelin przypadająca na 1 mm. Typowa siatka dyfrakcyjna dla promieniowania z zakresu nadfioletu ma ok szczelin/mm (d=0.001mm), zaś dla podczerwieni do 300 szczelin/mm (d= mm). Oświetlając siatkę dyfrakcyjną światłem monochromatycznym (rys.15b) otrzymujemy na ekranie wąskie jasne linie rozdzielone stosunkowo szerokimi ciemnymi obszarami. Rys.15 Siatka dyfrakcyjna i prążki interferencyjne. (a) źr. (b) źr.: 23

24 Spójność światła Warunkiem dostrzegalnej interferencji dwóch fal świetlnych spotykających się w jednym punkcie jest ich spójność (koherencja), co oznacza, że mają w danym miejscu stałą w czasie różnice faz. Fale emitowane przez źródła światła ( oprócz laserów!) są z natury niespójne, bo pochodzą z różnych, niezależnych od siebie atomów i są skończone. W doświadczeniu Younga można stosować źródło światła częściowo spójnego, w którym fale świetlne mają stałą różnicę faz w punktach, leżących blisko siebie (np. światło słoneczne), ale należy przepuścić je najpierw przez pojedynczą szczelinę. Światło wychodzące z wąskiej szczeliny S 0 jest spójne, a ponadto, na skutek ugięcia, może oświetlić obie szczeliny S 1 i S 2. Jeśli zamiast układu dwóch szczelin użylibyśmy dwóch źródeł światła monochromatycznego o podobnej wielkości prążki interferencyjne nie pojawią się i ekran oświetlony będzie równomiernie. 24

25 Opis fali elektromagnetycznej Fala elektromagnetyczna opisana jest przez wektor natężenia pola elektrycznego określający kierunek rozchodzenia się fali, oraz wektor falowy Rys.16. Wektory są do siebie wzajemnie prostopadłe i drgają w zgodnej fazie, a zatem fala e-m jest falą poprzeczną. 25

26 Opis fali elektromagnetycznej c.d. Falę elektromagnetyczną rozchodzącą się w kierunku osi x, i w czasie t, można opisać: E(x,t) = E 0 sin(t- kx ) B(x,t) = B 0 sin(t- kx) gdzie: E 0, B 0 amplitudy, k liczba falowa, ω częstość kołowa. Za wszystkie zjawiska optyczne odpowiedzialny jest wektor natężenia pola elektrycznego, przyjęto opisywać fale elektromagnetyczne wektorem natężenia pola elektrycznego i nazwano go wektorem świetlnym. E (8.15) (8.14) Światło niespolaryzowane składa się z fal, których wektory natężenia pola elektrycznego mają przypadkowe kierunki drgań, tzn. mogą drgać we wszystkich płaszczyznach. 26

27 Polaryzacja Fale elektromagnetyczne są spolaryzowane wtedy, gdy wszystkie wektory natężeń ich pół elektrycznych drgają w tej samej płaszczyźnie, zwanej płaszczyzną drgań. A zatem polaryzacja światła, to uporządkowanie wektora. świetlnego E w wiązce, polaryzacja występuje tylko dla fal poprzecznych, Fale świetlne wysyłane przez zwykłe źródła nie są spolaryzowane (wyjątek laser) Np.. Fale radiowe są zawsze spolaryzowane- antena. bez filtru polaryzującego z filtrem polaryzującym, źr.: 27

28 Rodzaje polaryzacji Rodzaje polaryzacji: Rys. 17. Rodzaje polaryzacji. źr.: polaryzacja liniowa, drgania wektora odbywają się wzdłuż linii prostej. Drgania składowe są w fazie lub w przeciwfazie (180 0 ), polaryzacja kołowa, drganie to odpowiada ruchowi po okręgu. Dwa drgania o jednakowych amplitudach ale o fazach przesuniętych o 90 0 lub 90 0 polaryzacja eliptyczna jest uogólnieniem polaryzacji kołowej. E 28

29 Metody wytwarzania światła liniowo spolaryzowanego Światło spolaryzowane liniowo można uzyskać, pozbywając się niepożądanych składowych pola elektrycznego. Metody dotychczas nam znane: 1. Polaryzacja światła w wyniku absorpcji- drgania w jednym z kierunków są tłumione: dla mikrofal (3 cm) siatka z drutów metalowych Składowe poziome pola elektrycznego są absorbowane, składowe pionowe są transmitowane. Dichroizm (właściwość materiałów polegająca na różnym pochłanianiu światła, w zależności od jego polaryzacji: polaroid) - selektywna absorpcja. 29

30 Polaryzatory (płytki polaryzacyjne) Niespolaryzowane światło można zamienić na światło spolaryzowane, przepuszczając je przez folię polaryzacyjną (polaroid).. Rys.18. Polaryzacja światła. źródło: Halliday,Resnick,Walker Fundamentals of Physics. Składowa wektora natężenia pola elektrycznego równoległa do kierunku polaryzacji jest przepuszczana przez folię polaryzacyjną, składowa prostopadła do tego kierunku jest absorbowana. Dla światła ( 0,5 m) siatka z długich łańcuchów molekuł polimerów-polaroid. 30

31 2. Polaryzacja przez odbicie (kąt Brewstera) Światło spolaryzowane można uzyskać również przez odbicie od powierzchni dielektryka. Jednak wiązka odbita na ogół nie jest spolaryzowana całkowicie. Polaryzację całkowitą wiązki odbitej można uzyskać jedynie dla jednej wartości kąta padania. Kąt ten nosi nazwę kąta Brewstera [czytaj brjustera]. Dla kąta Brewstera, wiązka odbita i załamana tworzą ze sobą kąt B (8.16) B B Rys.19. Prawo Brewstera i polaryzacja światła przez odbicie od szklanej płytki 31

32 B (8.16) Kąt Brewstera c.d. B B Rys. 19. Polaryzacja światła przez odbicie od szklanej płytki. Składową pola E prostopadłą do płaszczyzny kartki oznaczono czerwoną kropką, a równoległą niebieską strzałką. Zgodnie z prawem załamania i po uwzględnieniu zależności (8.16) mamy: (8.17) Stąd, prawo Brewstera: B (8.18) (kąt Brewstera ) 32

33 Stopień polaryzacji B B I = I I 0, I =0 I > I Stopień polaryzacji P określa się zgodnie z wzorem: P I I I I (8.19) gdzie: I max i I min to maksymalne i minimalne natężenia światła o wzajemnie prostopadłych kierunkach polaryzacji. 33

34 3. Polaryzacja za pomocą polaryzatorów dwójłomnych Światło można spolaryzować wykorzystując zjawisko podwójnego załamania za pomocą kryształów zwanych kryształami dwójłomnymi. Kryształy dwójłomne mają właściwość rozdzielania padającej wiązki na dwie wiązki załamane, tak jak pokazuje rysunek Kryształ dwójłomny Promień zwyczajny o - leży w płaszczyźnie padania światła. Przechodzi przez kryształ z jednakową prędkością we wszystkich kierunkach, tzn. ma jeden współczynnik załamania. n n e n 0 O Rys. 20. Podwójne załamanie. (8.20) Promień nadzwyczajny e -Polaryzacja tego promienia jest prostopadła do płaszczyzny głównej (płaszczyzny przechodzącej przez dany promień światła i przecinającą go oś optyczną). Charakteryzuje się anizotropią prędkości rozchodzenia się w krysztale (prędkość ta zależy od kierunku). Nie spełnia on prawa Snelliusa (np. może zmieniać kierunek nawet wówczas gdy światło pada prostopadle do powierzchni kryształu). Dwójłomność (zdolność ośrodków optycznych do podwójnego załamywania światła). Ilościowo dwójłomność def. jako różnicę współczynników załamania - n 34

35 Polaryzacja w przyrodzie- przykłady Światło można polaryzować nie tylko za pomocą polaroidu ale również przez odbicie i przez rozpraszanie na atomach i cząsteczkach. Niespolaryzowane światło słoneczne, w wyniku rozpraszania na cząsteczkach atmosfery, staje się częściowo spolaryzowane. Pszczoły i mrówki wykorzystują polaryzację światła słonecznego do nawigacji. Ludzkie oko również posiada zdolność widzenia polaryzacji światła. Efektem tego jest tzw. Figura Haidingera (Haidinger s brush). 35

36 Dziękuję za uwagę! 36

Elementy optyki geometrycznej i optyki falowej

Elementy optyki geometrycznej i optyki falowej Elementy optyki geometrycznej i optyki falowej Wykład 8 Pamiętaj, że najmniejszy krok w stronę celu jest więcej wart niż maraton dobrych chęci. Czym jest światło? 8.1. Elementy optyki geometrycznej odbicie,

Bardziej szczegółowo

Elementy optyki geometrycznej i optyki falowej

Elementy optyki geometrycznej i optyki falowej Elementy optyki geometrycznej i optyki falowej Wykład 8 Pamiętaj, że najmniejszy krok w stronę celu jest więcej wart niż maraton dobrych chęci. Czym jest światło? 8.1. Elementy optyki geometrycznej odbicie,

Bardziej szczegółowo

Wykład 17: Optyka falowa cz.1.

Wykład 17: Optyka falowa cz.1. Wykład 17: Optyka falowa cz.1. Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.31 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ 1 Zasada Huyghensa Christian Huygens 1678 r. pierwsza

Bardziej szczegółowo

Wykład 17: Optyka falowa cz.2.

Wykład 17: Optyka falowa cz.2. Wykład 17: Optyka falowa cz.2. Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.321 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ 1 Interferencja w cienkich warstwach Załamanie

Bardziej szczegółowo

Problemy optyki falowej. Teoretyczne podstawy zjawisk dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła.

Problemy optyki falowej. Teoretyczne podstawy zjawisk dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła. . Teoretyczne podstawy zjawisk dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła. Rozwiązywanie zadań wykorzystujących poznane prawa I LO im. Stefana Żeromskiego w Lęborku 27 luty 2012 Dyfrakcja światła laserowego

Bardziej szczegółowo

Fizyka elektryczność i magnetyzm

Fizyka elektryczność i magnetyzm Fizyka elektryczność i magnetyzm W5 5. Wybrane zagadnienia z optyki 5.1. Światło jako część widma fal elektromagnetycznych. Fale elektromagnetyczne, które współczesny człowiek potrafi wytwarzać, i wykorzystywać

Bardziej szczegółowo

Wykład 16: Optyka falowa

Wykład 16: Optyka falowa Wykład 16: Optyka falowa Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.31 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ Zasada Huyghensa Christian Huygens 1678 r. pierwsza falowa

Bardziej szczegółowo

Wykład 16: Optyka falowa

Wykład 16: Optyka falowa Wykład 16: Optyka falowa Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.321 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ 1 Zasada Huyghensa Christian Huygens 1678 r. pierwsza

Bardziej szczegółowo

OPTYKA FALOWA. W zjawiskach takich jak interferencja, dyfrakcja i polaryzacja światło wykazuje naturę

OPTYKA FALOWA. W zjawiskach takich jak interferencja, dyfrakcja i polaryzacja światło wykazuje naturę OPTYKA FALOWA W zjawiskach takich jak interferencja, dyfrakcja i polaryzacja światło wykazuje naturę falową. W roku 8 Thomas Young wykonał doświadczenie, które pozwoliło wyznaczyć długość fali światła.

Bardziej szczegółowo

Dyfrakcja. interferencja światła. dr inż. Romuald Kędzierski

Dyfrakcja. interferencja światła. dr inż. Romuald Kędzierski Dyfrakcja i interferencja światła. dr inż. Romuald Kędzierski Zasada Huygensa - przypomnienie Każdy punkt ośrodka, do którego dotarło czoło fali można uważać za źródło nowej fali kulistej. Fale te zwane

Bardziej szczegółowo

Prawa optyki geometrycznej

Prawa optyki geometrycznej Optyka Podstawowe pojęcia Światłem nazywamy fale elektromagnetyczne, o długościach, na które reaguje oko ludzkie, tzn. 380-780 nm. O falowych własnościach światła świadczą takie zjawiska, jak ugięcie (dyfrakcja)

Bardziej szczegółowo

OPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz

OPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz OPTYKA Leszek Błaszkieiwcz Ojcem optyki jest Witelon (1230-1314) Zjawisko odbicia fal promień odbity normalna promień padający Leszek Błaszkieiwcz Rys. Zjawisko załamania fal normalna promień padający

Bardziej szczegółowo

18 K A T E D R A F I ZYKI STOSOWAN E J

18 K A T E D R A F I ZYKI STOSOWAN E J 18 K A T E D R A F I ZYKI STOSOWAN E J P R A C O W N I A F I Z Y K I Ćw. 18. Wyznaczanie długości fal świetlnych diody laserowej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej Wprowadzenie Światło jest promieniowaniem

Bardziej szczegółowo

Podstawy fizyki wykład 8

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.

Bardziej szczegółowo

Dr Piotr Sitarek. Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska

Dr Piotr Sitarek. Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska 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 2003. K.Sierański, K.Jezierski,

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej

Ćwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej Ćwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej Wprowadzenie Światło widzialne jest to promieniowanie elektromagnetyczne (zaburzenie poła elektromagnetycznego rozchodzące

Bardziej szczegółowo

Laboratorium techniki laserowej. Ćwiczenie 5. Modulator PLZT

Laboratorium techniki laserowej. Ćwiczenie 5. Modulator PLZT Laboratorium techniki laserowej Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych, WETI, Politechnika Gdaoska Gdańsk 006 1.Wstęp Rozwój techniki optoelektronicznej spowodował poszukiwania nowych materiałów

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 363. Polaryzacja światła sprawdzanie prawa Malusa. Początkowa wartość kąta 0..

Ćwiczenie 363. Polaryzacja światła sprawdzanie prawa Malusa. Początkowa wartość kąta 0.. Nazwisko... Data... Nr na liście... Imię... Wydział... Dzień tyg.... Godzina... Polaryzacja światła sprawdzanie prawa Malusa Początkowa wartość kąta 0.. 1 25 49 2 26 50 3 27 51 4 28 52 5 29 53 6 30 54

Bardziej szczegółowo

Falowa natura światła

Falowa natura światła Falowa natura światła Christiaan Huygens Thomas Young James Clerk Maxwell Światło jest falą elektromagnetyczną Barwa światło zależy od jej długości (częstości). Optyka geometryczna Optyka geometryczna

Bardziej szczegółowo

WŁASNOŚCI FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH: INTERFERENCJA, DYFRAKCJA, POLARYZACJA

WŁASNOŚCI FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH: INTERFERENCJA, DYFRAKCJA, POLARYZACJA WŁASNOŚCI FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH: INTERFERENCJA, DYFRAKCJA, POLARYZACJA 1. Interferencja fal z dwóch źródeł 2. Fale koherentne i niekoherentne 3. Interferencja fal z wielu źródeł 4. Zasada Huygensa 5.

Bardziej szczegółowo

przenikalność atmosfery ziemskiej typ promieniowania długość fali [m] ciało o skali zbliżonej do długości fal częstotliwość [Hz]

przenikalność atmosfery ziemskiej typ promieniowania długość fali [m] ciało o skali zbliżonej do długości fal częstotliwość [Hz] ELEMENTY OPTYKI Fale elektromagnetyczne Promieniowanie świetlne Odbicie światła Załamanie światła Dyspersja światła Tęcza pierwotna i wtórna Dyfrakcja i interferencja światła Politechnika Opolska Opole

Bardziej szczegółowo

Natura światła. W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton

Natura światła. W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton Natura światła W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton W swojej pracy naukowej najpierw zajmował się optyką. Pierwsze sukcesy odniósł właśnie w optyce, konstruując

Bardziej szczegółowo

ZADANIE 111 DOŚWIADCZENIE YOUNGA Z UŻYCIEM MIKROFAL

ZADANIE 111 DOŚWIADCZENIE YOUNGA Z UŻYCIEM MIKROFAL ZADANIE 111 DOŚWIADCZENIE YOUNGA Z UŻYCIEM MIKROFAL X L Rys. 1 Schemat układu doświadczalnego. Fala elektromagnetyczna (światło, mikrofale) po przejściu przez dwie blisko położone (odległe o d) szczeliny

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 373. Wyznaczanie stężenia roztworu cukru za pomocą polarymetru. Długość rurki, l [dm] Zdolność skręcająca a. Stężenie roztworu II d.

Ćwiczenie 373. Wyznaczanie stężenia roztworu cukru za pomocą polarymetru. Długość rurki, l [dm] Zdolność skręcająca a. Stężenie roztworu II d. Nazwisko Data Nr na liście Imię Wydział Dzień tyg Godzina Ćwiczenie 373 Wyznaczanie stężenia roztworu cukru za pomocą polarymetru Stężenie roztworu I d [g/dm 3 ] Rodzaj cieczy Położenie analizatora [w

Bardziej szczegółowo

Wykład FIZYKA II 8. Optyka falowa Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/ Nakładanie się fal nazywamy ogólnie superpozycją. Nakładanie

Bardziej szczegółowo

WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ

WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ ĆWICZENIE 84 WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ Cel ćwiczenia: Wyznaczenie długości fali emisji lasera lub innego źródła światła monochromatycznego, wyznaczenie stałej siatki

Bardziej szczegółowo

Fala jest zaburzeniem, rozchodzącym się w ośrodku, przy czym żadna część ośrodka nie wykonuje zbyt dużego ruchu

Fala jest zaburzeniem, rozchodzącym się w ośrodku, przy czym żadna część ośrodka nie wykonuje zbyt dużego ruchu Ruch falowy Fala jest zaburzeniem, rozchodzącym się w ośrodku, przy czym żadna część ośrodka nie wykonuje zbyt dużego ruchu Fala rozchodzi się w przestrzeni niosąc ze sobą energię, ale niekoniecznie musi

Bardziej szczegółowo

BADANIE WYMUSZONEJ AKTYWNOŚCI OPTYCZNEJ

BADANIE WYMUSZONEJ AKTYWNOŚCI OPTYCZNEJ ĆWICZENIE 89 BADANIE WYMUSZONEJ AKTYWNOŚCI OPTYCZNEJ Cel ćwiczenia: Zapoznanie się ze zjawiskiem Faradaya. Wyznaczenie stałej Verdeta dla danej próbki. Wyznaczenie wartości ładunku właściwego elektronu

Bardziej szczegółowo

WYDZIAŁ.. LABORATORIUM FIZYCZNE

WYDZIAŁ.. LABORATORIUM FIZYCZNE WSEiZ W WARSZAWIE WYDZIAŁ.. LABORATORIUM FIZYCZNE Ćw. nr 8 BADANIE ŚWIATŁA SPOLARYZOWANEGO: SPRAWDZANIE PRAWA MALUSA Warszawa 29 1. Wstęp Wiemy, że fale świetlne stanowią niewielki wycinek widma fal elektromagnetycznych

Bardziej szczegółowo

POLARYZACJA ŚWIATŁA. Uporządkowanie kierunku drgań pola elektrycznego E w poprzecznej fali elektromagnetycznej (E B). światło niespolaryzowane

POLARYZACJA ŚWIATŁA. Uporządkowanie kierunku drgań pola elektrycznego E w poprzecznej fali elektromagnetycznej (E B). światło niespolaryzowane FALE ELEKTROMAGNETYCZNE Polaryzacja światła Sposoby polaryzacji Dwójłomność Skręcanie płaszczyzny polaryzacji Zastosowania praktyczne polaryzacji Efekty fotoelastyczne Stereoskopia Holografia Politechnika

Bardziej szczegółowo

Interferencja. Dyfrakcja.

Interferencja. Dyfrakcja. Interferencja. Dyfrakcja. Wykład 8 Wrocław University of Technology 05-05-0 Światło jako fala Zasada Huygensa: Wszystkie punkty czoła fali zachowują się jak punktowe źródła elementarnych kulistych fal

Bardziej szczegółowo

Pomiar długości fali świetlnej i stałej siatki dyfrakcyjnej.

Pomiar długości fali świetlnej i stałej siatki dyfrakcyjnej. POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY KATEDRA FIZYKOCHEMII I TECHNOLOGII POLIMERÓW LABORATORIUM Z FIZYKI Pomiar długości fali świetlnej i stałej siatki dyfrakcyjnej. Wprowadzenie Przy opisie zjawisk takich

Bardziej szczegółowo

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE LASERY I ICH ZASTOSOWANIE Laboratorium Instrukcja do ćwiczenia nr 3 Temat: Efekt magnetooptyczny 5.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodą modulowania zmiany polaryzacji światła oraz

Bardziej szczegółowo

Podstawy fizyki sezon 2 8. Fale elektromagnetyczne

Podstawy fizyki sezon 2 8. Fale elektromagnetyczne Podstawy fizyki sezon 8. Fale elektromagnetyczne Agnieszka Obłąkowska-Mucha AGH, WFIiS, Katedra Oddziaływań i Detekcji Cząstek, D11, pok. 111 amucha@agh.edu.pl http://home.agh.edu.pl/~amucha Przenoszenie

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie: "Zagadnienia optyki"

Ćwiczenie: Zagadnienia optyki Ćwiczenie: "Zagadnienia optyki" Opracowane w ramach projektu: "Wirtualne Laboratoria Fizyczne nowoczesną metodą nauczania realizowanego przez Warszawską Wyższą Szkołę Informatyki. Zakres ćwiczenia: 1.

Bardziej szczegółowo

Na ostatnim wykładzie

Na ostatnim wykładzie Na ostatnim wykładzie Falę elektromagnetyczną możemy przedstawić podając jej kierunek rozchodzenia się (promień) albo czoła fali (umowne powierzchnie, na których wartość natężenia pola elektrycznego jest

Bardziej szczegółowo

Wykład FIZYKA II. 8. Optyka falowa

Wykład FIZYKA II. 8. Optyka falowa Wykład FIZYKA II 8. Optyka falowa Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Katedra Optyki i Fotoniki Wydział Podstawowych Problemów Techniki Politechnika Wrocławska http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/fizyka.html

Bardziej szczegółowo

Rys. 1 Interferencja dwóch fal sferycznych w punkcie P.

Rys. 1 Interferencja dwóch fal sferycznych w punkcie P. Ćwiczenie 4 Doświadczenie interferencyjne Younga Wprowadzenie teoretyczne Charakterystyczną cechą fal jest ich zdolność do interferencji. Światło jako fala elektromagnetyczna również może interferować.

Bardziej szczegółowo

Interferencja jest to zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększania lub zmniejszania amplitudy fali wypadkowej. Interferencja zachodzi dla

Interferencja jest to zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększania lub zmniejszania amplitudy fali wypadkowej. Interferencja zachodzi dla Interferencja jest to zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększania lub zmniejszania amplitudy fali wypadkowej. Interferencja zachodzi dla wszystkich rodzajów fal, we wszystkich ośrodkach, w których

Bardziej szczegółowo

ELEMENTY OPTYKI Fale elektromagnetyczne Promieniowanie świetlne Odbicie światła Załamanie światła Dyspersja światła Polaryzacja światła Dwójłomność

ELEMENTY OPTYKI Fale elektromagnetyczne Promieniowanie świetlne Odbicie światła Załamanie światła Dyspersja światła Polaryzacja światła Dwójłomność ELEMENTY OPTYKI Fale elektromagnetyczne Promieniowanie świetlne Odbicie światła Załamanie światła Dyspersja światła Polaryzacja światła Dwójłomność Holografia FALE ELEKTROMAGNETYCZNE Fale elektromagnetyczne

Bardziej szczegółowo

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski FIZYKA 2 wykład 8 Janusz Andrzejewski Fale przypomnienie Fala -zaburzenie przemieszczające się w przestrzeni i w czasie. y(t) = Asin(ωt- kx) A amplituda fali kx ωt faza fali k liczba falowa ω częstość

Bardziej szczegółowo

Optyka. Wykład IX Krzysztof Golec-Biernat. Optyka geometryczna. Uniwersytet Rzeszowski, 13 grudnia 2017

Optyka. Wykład IX Krzysztof Golec-Biernat. Optyka geometryczna. Uniwersytet Rzeszowski, 13 grudnia 2017 Optyka Wykład IX Krzysztof Golec-Biernat Optyka geometryczna Uniwersytet Rzeszowski, 13 grudnia 2017 Wykład IX Krzysztof Golec-Biernat Optyka 1 / 16 Plan Dyspersja chromatyczna Przybliżenie optyki geometrycznej

Bardziej szczegółowo

Zjawisko interferencji fal

Zjawisko interferencji fal Zjawisko interferencji fal Interferencja to efekt nakładania się fal (wzmacnianie i osłabianie się ruchu falowego widoczne w zmianach amplitudy i natężenia fal) w którym zachodzi stabilne w czasie ich

Bardziej szczegółowo

Fala elektromagnetyczna o określonej częstotliwości ma inną długość fali w ośrodku niż w próżni. Jako przykłady policzmy:

Fala elektromagnetyczna o określonej częstotliwości ma inną długość fali w ośrodku niż w próżni. Jako przykłady policzmy: Rozważania rozpoczniemy od ośrodków jednorodnych. W takich ośrodkach zależność między indukcją pola elektrycznego a natężeniem pola oraz między indukcją pola magnetycznego a natężeniem pola opisana jest

Bardziej szczegółowo

Fale elektromagnetyczne w dielektrykach

Fale elektromagnetyczne w dielektrykach Fale elektromagnetyczne w dielektrykach Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Krótka historia odkrycia

Bardziej szczegółowo

Widmo fal elektromagnetycznych

Widmo fal elektromagnetycznych Czym są fale elektromagnetyczne? Widmo fal elektromagnetycznych dr inż. Romuald Kędzierski Podstawowe pojęcia związane z falami - przypomnienie pole falowe część przestrzeni objęta w danej chwili falą

Bardziej szczegółowo

Optyka falowa. dr inż. Ireneusz Owczarek CMF PŁ 2012/13

Optyka falowa. dr inż. Ireneusz Owczarek CMF PŁ  2012/13 Optyka falowa dr inż. Ireneusz Owczarek CMF PŁ ireneusz.owczarek@p.lodz.pl http://cmf.p.lodz.pl/iowczarek 2012/13 Plan wykładu Spis treści 1. Fale elektromagnetyczne 2 1.1. Model falowy światła...........................................

Bardziej szczegółowo

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego - http://fizyka.dk - zadania z fizyki, wzory fizyczne, fizyka matura

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego - http://fizyka.dk - zadania z fizyki, wzory fizyczne, fizyka matura 12. Fale elektromagnetyczne zadania z arkusza I 12.5 12.1 12.6 12.2 12.7 12.8 12.9 12.3 12.10 12.4 12.11 12. Fale elektromagnetyczne - 1 - 12.12 12.20 12.13 12.14 12.21 12.22 12.15 12.23 12.16 12.24 12.17

Bardziej szczegółowo

OPTYKA FALOWA I (FTP2009L) Ćwiczenie 2. Dyfrakcja światła na szczelinach.

OPTYKA FALOWA I (FTP2009L) Ćwiczenie 2. Dyfrakcja światła na szczelinach. OPTYKA FALOWA I (FTP2009L) Ćwiczenie 2. Dyfrakcja światła na szczelinach. Zagadnienia, które należy znać przed wykonaniem ćwiczenia: Dyfrakcja światła to zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia

Bardziej szczegółowo

Przedmiot: Fizyka. Światło jako fala. 2016/17, sem. letni 1

Przedmiot: Fizyka. Światło jako fala. 2016/17, sem. letni 1 Światło jako fala 1 Fala elektromagnetyczna widmo promieniowania Czułość oka ludzkiego w zakresie widzialnym 2 Wytwarzanie fali elektromagnetycznej o częstościach radiowych H. Hertz (1888) doświadczalne

Bardziej szczegółowo

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE Ćwiczenie nr 6 Temat: Wyznaczenie stałej siatki dyfrakcyjnej i dyfrakcja światła na otworach kwadratowych i okrągłych. 1. Wprowadzenie Fale

Bardziej szczegółowo

Optyka stanowi dział fizyki, który zajmuje się światłem (także promieniowaniem niewidzialnym dla ludzkiego oka).

Optyka stanowi dział fizyki, który zajmuje się światłem (także promieniowaniem niewidzialnym dla ludzkiego oka). Optyka geometryczna Optyka stanowi dział fizyki, który zajmuje się światłem (także promieniowaniem niewidzialnym dla ludzkiego oka). Założeniem optyki geometrycznej jest, że światło rozchodzi się jako

Bardziej szczegółowo

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE W MEDYCYNIE

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE W MEDYCYNIE LASERY I ICH ZASTOSOWANIE W MEDYCYNIE Laboratorium Instrukcja do ćwiczenia nr 4 Temat: Modulacja światła laserowego: efekt magnetooptyczny 5.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodą

Bardziej szczegółowo

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE - lata '90 XIX wieku WSTĘP Widmo promieniowania elektromagnetycznego zakres "pokrycia" różnymi rodzajami fal elektromagnetycznych promieniowania zawartego w danej wiązce. rys.i.1.

Bardziej szczegółowo

Badanie zjawisk optycznych przy użyciu zestawu Laser Kit

Badanie zjawisk optycznych przy użyciu zestawu Laser Kit LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKI Ćwiczenie 5 Badanie zjawisk optycznych przy użyciu zestawu Laser Kit Cel ćwiczenia: Zapoznanie studentów ze zjawiskami optycznymi. Badane elementy: Zestaw ćwiczeniowy Laser

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 4. Doświadczenie interferencyjne Younga. Rys. 1

Ćwiczenie 4. Doświadczenie interferencyjne Younga. Rys. 1 Ćwiczenie 4 Doświadczenie interferencyjne Younga Wprowadzenie teoretyczne Charakterystyczną cechą fal jest ich zdolność do interferencji. Światło jako fala elektromagnetyczna również może interferować.

Bardziej szczegółowo

Własności optyczne materii. Jak zachowuje się światło w zetknięciu z materią?

Własności optyczne materii. Jak zachowuje się światło w zetknięciu z materią? Własności optyczne materii Jak zachowuje się światło w zetknięciu z materią? Właściwości optyczne materiału wynikają ze zjawisk: Absorpcji Załamania Odbicia Rozpraszania Własności elektrycznych Refrakcja

Bardziej szczegółowo

Ćw. 20. Pomiary współczynnika załamania światła z pomiarów kąta załamania oraz kąta granicznego

Ćw. 20. Pomiary współczynnika załamania światła z pomiarów kąta załamania oraz kąta granicznego 0 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J P R A C O W N I A F I Z Y K I Ćw. 0. Pomiary współczynnika załamania światła z pomiarów kąta załamania oraz kąta granicznego Wprowadzenie Światło widzialne jest

Bardziej szczegółowo

Metody Optyczne w Technice. Wykład 8 Polarymetria

Metody Optyczne w Technice. Wykład 8 Polarymetria Metody Optyczne w Technice Wykład 8 Polarymetria Fala elektromagnetyczna div D div B 0 D E rot rot E H B t D t J B J H E Fala elektromagnetyczna 2 2 E H 2 t 2 E 2 t H 2 v n 1 0 0 c n 0 Fala elektromagnetyczna

Bardziej szczegółowo

Wykład XIV. wiatła. Younga. Younga. Doświadczenie. Younga

Wykład XIV. wiatła. Younga. Younga. Doświadczenie. Younga Wykład XIV Poglądy na naturęświat wiatła Dyfrakcja i interferencja światła rozwój poglądów na naturę światła doświadczenie spójność światła interferencja w cienkich warstwach interferometr Michelsona dyfrakcja

Bardziej szczegółowo

Wykład FIZYKA II. 7. Optyka geometryczna. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Wykład FIZYKA II. 7. Optyka geometryczna.   Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Wykład FIZYKA II 7. Optyka geometryczna Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/ WSPÓŁCZYNNIK ZAŁAMANIA Współczynnik załamania ośrodka opisuje zmianę prędkości fali

Bardziej szczegółowo

Badanie właściwości optycznych roztworów.

Badanie właściwości optycznych roztworów. ĆWICZENIE 4 (2018), STRONA 1/6 Badanie właściwości optycznych roztworów. Cel ćwiczenia - wyznaczenie skręcalności właściwej sacharozy w roztworach wodnych oraz badanie współczynnika załamania światła Teoria

Bardziej szczegółowo

Optyka geometryczna MICHAŁ MARZANTOWICZ

Optyka geometryczna MICHAŁ MARZANTOWICZ Optyka geometryczna Optyka geometryczna światło jako promień, opis uproszczony Optyka falowa światło jako fala, opis pełny Fizyka współczesna: światło jako cząstka (foton), opis pełny Optyka geometryczna

Bardziej szczegółowo

Polaryzatory/analizatory

Polaryzatory/analizatory Polaryzatory/analizatory Polaryzator eliptyczny element układu optycznego lub układ optyczny, za którym światło jest spolaryzowane eliptycznie i o parametrach ściśle określonych przez polaryzator zazwyczaj

Bardziej szczegółowo

POMIARY OPTYCZNE 1. Wykład 1. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

POMIARY OPTYCZNE 1. Wykład 1.  Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak POMIARY OPTYCZNE Wykład Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej Pokój 8/ bud. A- http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/ OPTYKA GEOMETRYCZNA Codzienne obserwacje: światło

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenia z mikroskopii optycznej

Ćwiczenia z mikroskopii optycznej Ćwiczenia z mikroskopii optycznej Anna Gorczyca Rok akademicki 2013/2014 Literatura D. Halliday, R. Resnick, Fizyka t. 2, PWN 1999 r. J.R.Meyer-Arendt, Wstęp do optyki, PWN Warszawa 1979 M. Pluta, Mikroskopia

Bardziej szczegółowo

Interferencja i dyfrakcja

Interferencja i dyfrakcja Podręcznik metodyczny dla nauczycieli Interferencja i dyfrakcja Politechnika Gdańska, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, tel. +48 58 348 63 70 http://e-doswiadczenia.mif.pg.gda.pl

Bardziej szczegółowo

Zjawisko interferencji fal

Zjawisko interferencji fal Zjawisko interferencji fal Interferencja to efekt nakładania się fal (wzmacnianie i osłabianie się ruchu falowego widoczne w zmianach amplitudy i natężenia fal) w którym zachodzi stabilne w czasie ich

Bardziej szczegółowo

5.1. Powstawanie i rozchodzenie się fal mechanicznych.

5.1. Powstawanie i rozchodzenie się fal mechanicznych. 5. Fale mechaniczne 5.1. Powstawanie i rozchodzenie się fal mechanicznych. Ruch falowy jest zjawiskiem bardzo rozpowszechnionym w przyrodzie. Spotkałeś się z pewnością w życiu codziennym z takimi pojęciami

Bardziej szczegółowo

MGR 10. Ćw. 1. Badanie polaryzacji światła 2. Wyznaczanie długości fal świetlnych 3. Pokaz zmiany długości fali świetlnej przy użyciu lasera.

MGR 10. Ćw. 1. Badanie polaryzacji światła 2. Wyznaczanie długości fal świetlnych 3. Pokaz zmiany długości fali świetlnej przy użyciu lasera. MGR 10 10. Optyka fizyczna. Dyfrakcja i interferencja światła. Siatka dyfrakcyjna. Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej. Elektromagnetyczna teoria światła. Polaryzacja światła.

Bardziej szczegółowo

Wykład III. Interferencja fal świetlnych i zasada Huygensa-Fresnela

Wykład III. Interferencja fal świetlnych i zasada Huygensa-Fresnela Wykład III Interferencja fal świetlnych i zasada Huygensa-Fresnela Interferencja fal płaskich Na kliszy fotograficznej, leżącej na płaszczyźnie z=0 rejestrujemy interferencję dwóch fal płaskich, o tej

Bardziej szczegółowo

Optyka. Wykład VII Krzysztof Golec-Biernat. Prawa odbicia i załamania. Uniwersytet Rzeszowski, 22 listopada 2017

Optyka. Wykład VII Krzysztof Golec-Biernat. Prawa odbicia i załamania. Uniwersytet Rzeszowski, 22 listopada 2017 Optyka Wykład VII Krzysztof Golec-Biernat Prawa odbicia i załamania Uniwersytet Rzeszowski, 22 listopada 2017 Wykład VII Krzysztof Golec-Biernat Optyka 1 / 20 Plan Zachowanie pola elektromagnetycznego

Bardziej szczegółowo

BADANIE INTERFERENCJI MIKROFAL PRZY UŻYCIU INTERFEROMETRU MICHELSONA

BADANIE INTERFERENCJI MIKROFAL PRZY UŻYCIU INTERFEROMETRU MICHELSONA ZDNIE 11 BDNIE INTERFERENCJI MIKROFL PRZY UŻYCIU INTERFEROMETRU MICHELSON 1. UKŁD DOŚWIDCZLNY nadajnik mikrofal odbiornik mikrofal 2 reflektory płytka półprzepuszczalna prowadnice do ustawienia reflektorów

Bardziej szczegółowo

Wyznaczanie wartości współczynnika załamania

Wyznaczanie wartości współczynnika załamania Grzegorz F. Wojewoda Zespół Szkół Ogólnokształcących nr 1 Bydgoszcz Wyznaczanie wartości współczynnika załamania Jest dobrze! Nareszcie można sprawdzić doświadczalnie wartości współczynników załamania

Bardziej szczegółowo

Zwierciadło kuliste stanowi część gładkiej, wypolerowanej powierzchni kuli. Wyróżniamy zwierciadła kuliste:

Zwierciadło kuliste stanowi część gładkiej, wypolerowanej powierzchni kuli. Wyróżniamy zwierciadła kuliste: Fale świetlne Światło jest falą elektromagnetyczną, czyli rozchodzącymi się w przestrzeni zmiennymi i wzajemnie przenikającymi się polami: elektrycznym i magnetycznym. Szybkość światła w próżni jest największa

Bardziej szczegółowo

Prawo odbicia światła. dr inż. Romuald Kędzierski

Prawo odbicia światła. dr inż. Romuald Kędzierski Prawo odbicia światła dr inż. Romuald Kędzierski Odbicie fal - przypomnienie Kąt padania: Jest to kąt pomiędzy tzw. promieniem fali padającej (wskazującym kierunek i zwrot jej propagacji), a prostą prostopadłą

Bardziej szczegółowo

ŚWIATŁO I JEGO ROLA W PRZYRODZIE

ŚWIATŁO I JEGO ROLA W PRZYRODZIE ŚWIATŁO I JEGO ROLA W PRZYRODZIE I. Optyka geotermalna W tym rozdziale poznasz właściwości światła widzialnego, prawa rządzące jego rozchodzeniem się w przestrzeni oraz sposoby wykorzystania tych praw

Bardziej szczegółowo

falowego widoczne w zmianach amplitudy i natęŝenia fal) w którym zachodzi

falowego widoczne w zmianach amplitudy i natęŝenia fal) w którym zachodzi Zjawisko interferencji fal Interferencja to efekt nakładania się fal (wzmacnianie i osłabianie się ruchu falowego widoczne w zmianach amplitudy i natęŝenia fal) w którym zachodzi stabilne w czasie ich

Bardziej szczegółowo

BADANIE INTERFEROMETRU YOUNGA

BADANIE INTERFEROMETRU YOUNGA Celem ćwiczenia jest: BADANIE INTERFEROMETRU YOUNGA 1. poznanie podstawowych właściwości interferometru z podziałem czoła fali w oświetleniu monochromatycznym i świetle białym, 2. demonstracja możliwości

Bardziej szczegółowo

1. Wektory E i B są zawsze prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali. 2. Wektor natężenia pola elektrycznego jest zawsze prostopadły do wektora indukcja pola magnetycznego. 3. Iloczyn wektorowy E x

Bardziej szczegółowo

= sin. = 2Rsin. R = E m. = sin

= sin. = 2Rsin. R = E m. = sin Natężenie światła w obrazie dyfrakcyjnym Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski Chcemy teraz znaleźć wyrażenie na rozkład natężenia w całym ekranie w funkcji kąta θ. Szczelinę dzielimy na N odcinków i

Bardziej szczegółowo

- Strumień mocy, który wpływa do obszaru ograniczonego powierzchnią A ( z minusem wpływa z plusem wypływa)

- Strumień mocy, który wpływa do obszaru ograniczonego powierzchnią A ( z minusem wpływa z plusem wypływa) 37. Straty na histerezę. Sens fizyczny. Energia dostarczona do cewki ferromagnetykiem jest znacznie większa od energii otrzymanej. Energia ta jest tworzona w ferromagnetyku opisanym pętlą histerezy, stąd

Bardziej szczegółowo

Rozważania rozpoczniemy od fal elektromagnetycznych w próżni. Dla próżni równania Maxwella w tzw. postaci różniczkowej są następujące:

Rozważania rozpoczniemy od fal elektromagnetycznych w próżni. Dla próżni równania Maxwella w tzw. postaci różniczkowej są następujące: Rozważania rozpoczniemy od fal elektromagnetycznych w próżni Dla próżni równania Maxwella w tzw postaci różniczkowej są następujące:, gdzie E oznacza pole elektryczne, B indukcję pola magnetycznego a i

Bardziej szczegółowo

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI KLASA III Drgania i fale mechaniczne Wymagania na stopień dopuszczający obejmują treści niezbędne dla dalszego kształcenia oraz użyteczne w pozaszkolnej działalności ucznia.

Bardziej szczegółowo

2.1 Dyfrakcja i interferencja światła. 2.1.1 Dyfrakcja światła. Zasada Huygensa

2.1 Dyfrakcja i interferencja światła. 2.1.1 Dyfrakcja światła. Zasada Huygensa Rozdział 2 Optyka falowa 2.1 Dyfrakcja i interferencja światła 2.1.1 Dyfrakcja światła. Zasada Huygensa Zgodnie z treścią poprzedniego rozdziału, światło jest falą elektromagnetyczną o długości zawartej

Bardziej szczegółowo

WŁASNOŚCI FAL (c.d.)

WŁASNOŚCI FAL (c.d.) RUCH FALOWY Własności i rodzaje fal. Prędkość rozchodzenia się fal. Fala harmoniczna płaska. Fala stojąca. Zasada Huygensa. Dyfrakcja fal. Obraz dyfrakcyjny. Kryterium Rayleigha. Interferencja fal. Doświadczenie

Bardziej szczegółowo

28 Optyka geometryczna i falowa

28 Optyka geometryczna i falowa MODUŁ IX Moduł IX- Optyka geometryczna i falowa 8 Optyka geometryczna i falowa 8. Wstęp Promieniowanie świetlne, o którym będziemy mówić w poniższych rozdziałach jest pewnym, niewielkim wycinkiem widma

Bardziej szczegółowo

Interferencja i dyfrakcja

Interferencja i dyfrakcja Podręcznik zeszyt ćwiczeń dla uczniów Interferencja i dyfrakcja Politechnika Gdańska, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, tel. +48 58 348 63 70 http://e-doswiadczenia.mif.pg.gda.pl

Bardziej szczegółowo

Optyka. Optyka geometryczna Optyka falowa (fizyczna) Interferencja i dyfrakcja Koherencja światła Optyka nieliniowa

Optyka. Optyka geometryczna Optyka falowa (fizyczna) Interferencja i dyfrakcja Koherencja światła Optyka nieliniowa Optyka Optyka geometryczna Optyka falowa (fizyczna) Interferencja i dyfrakcja Koherencja światła Optyka nieliniowa 1 Optyka falowa Opis i zastosowania fal elektromagnetycznych w zakresie widzialnym i bliskim

Bardziej szczegółowo

Światło jako fala Fala elektromagnetyczna widmo promieniowania Czułość oka ludzkiego w zakresie widzialnym

Światło jako fala Fala elektromagnetyczna widmo promieniowania Czułość oka ludzkiego w zakresie widzialnym Światło jako fala Fala elektromagnetyczna widmo promieniowania ν = c λ Czułość oka ludzkiego w zakresie widzialnym Wytwarzanie fali elektromagnetycznej o częstościach radiowych E(x, t) = Em sin (kx ωt)

Bardziej szczegółowo

Wykład XI. Optyka geometryczna

Wykład XI. Optyka geometryczna Wykład XI Optyka geometryczna Jak widzimy? Aby przedmiot był widoczny, musi wysyłać światło w wielu kierunkach. Na podstawie światła zebranego przez oko mózg lokalizuje położenie obiektu. Niekiedy promienie

Bardziej szczegółowo

2.6.3 Interferencja fal.

2.6.3 Interferencja fal. RUCH FALOWY 1.6.3 Interferencja fal. Pojęcie interferencja odnosi się do fizycznych efektów nie zakłóconego nakładania się dwóch lub więcej ciągów falowych. Doświadczenie uczy, że fale mogą przebiegać

Bardziej szczegółowo

Podstawy fizyki wykład 7

Podstawy fizyki wykład 7 Podstawy fizyki wykład 7 Dr Piotr Sitarek Katedra Fizyki Doświadczalnej, W11, PWr Drgania Drgania i fale Drgania harmoniczne Siła sprężysta Energia drgań Składanie drgań Drgania tłumione i wymuszone Fale

Bardziej szczegółowo

+OPTYKA 3.stacjapogody.waw.pl K.M.

+OPTYKA 3.stacjapogody.waw.pl K.M. Zwierciadło płaskie, prawo odbicia. +OPTYKA.stacjapogody.waw.pl K.M. Promień padający, odbity i normalna leżą w jednej płaszczyźnie, prostopadłej do płaszczyzny zwierciadła Obszar widzialności punktu w

Bardziej szczegółowo

Ponadto, jeśli fala charakteryzuje się sferycznym czołem falowym, powyższy wzór można zapisać w następujący sposób:

Ponadto, jeśli fala charakteryzuje się sferycznym czołem falowym, powyższy wzór można zapisać w następujący sposób: Zastosowanie laserów w Obrazowaniu Medycznym Spis treści 1 Powtórka z fizyki Zjawisko Interferencji 1.1 Koherencja czasowa i przestrzenna 1.2 Droga i czas koherencji 2 Lasery 2.1 Emisja Spontaniczna 2.2

Bardziej szczegółowo

POMIAR APERTURY NUMERYCZNEJ

POMIAR APERTURY NUMERYCZNEJ ĆWICZENIE O9 POMIAR APERTURY NUMERYCZNEJ ŚWIATŁOWODU KATEDRA FIZYKI 1 Wstęp Prawa optyki geometrycznej W optyce geometrycznej, rozpatrując rozchodzenie się fal świetlnych przyjmuje się pewne założenia

Bardziej szczegółowo

Fale elektromagnetyczne. Obrazy.

Fale elektromagnetyczne. Obrazy. Fale elektroagnetyczne. Obrazy. Wykład 7 1 Wrocław University of Technology 28-4-212 Tęcza Maxwella 2 1 Tęcza Maxwella 3 ( kx t) ( kx t) E = E sin ω = sin ω Prędkość rozchodzenia się fali: 1 8 c = = 3.

Bardziej szczegółowo

Zjawisko interferencji fal

Zjawisko interferencji fal Zjawisko interferencji fal Interferencja to efekt nakładania się fal (wzmacnianie i osłabianie się ruchu falowego widoczne w zmianach amplitudy i natęŝenia fal) w którym zachodzi stabilne w czasie ich

Bardziej szczegółowo

Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury.

Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury. 1 Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury. natężenie natężenie teoria klasyczna wynik eksperymentu

Bardziej szczegółowo

TECHNIKI OBSERWACYJNE ORAZ METODY REDUKCJI DANYCH

TECHNIKI OBSERWACYJNE ORAZ METODY REDUKCJI DANYCH TECHNIKI OBSERWACYJNE ORAZ METODY REDUKCJI DANYCH Arkadiusz Olech, Wojciech Pych wykład dla doktorantów Centrum Astronomicznego PAN luty maj 2006 r. Wstęp do spektroskopii Wykład 7 2006.04.26 Spektroskopia

Bardziej szczegółowo