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 zwierciadle. Powstawanie obrazu. Wyznacz minimalną wysokość zwierciadła płaskiego, aby kobieta o wzroście H mogła się w nim przejrzeć. Powstaje obraz:........................... Odp.: Minimalna wysokość zwierciadła wynosi................ odległości kobiety od zwierciadła. Składanie zwierciadeł płaskich. = 90 o = 60 o = 10 o Jeśli dwa zwierciadła są ustawione pod kątem 90 o to powstają..... obrazy............. Jeśli dwa zwierciadła są ustawione pod kątem 60 o to powstaje..... obrazów............. Zwierciadło wklęsłe wiadomości wstępne, równanie. Równanie zwierciadła. Jeśli dwa zwierciadła są ustawione pod kątem 10 o to powstaje..... obrazów............. x odległość przedmiotu od zwierciadła/soczewki; y odległość obrazu od zwierciadła/soczewki; ogniskowa zwierciadła/soczewki; D=Z zdolność skupiająca zwierciadła/soczewki; Zdolność skupiającą wyrażamy w............. Dioptria to.............. metra. Jeśli zdolność skupiająca przyrządu optycznego (zwierciadła/soczewki) wynosi dioptrie to jego ogniskowa wynosi... Jeśli ogniskowa przyrządu optycznego (zwierciadła/soczewki) wynosi 0cm to jego zdolność skupiająca wynosi:...... Powiększenie: Zwierciadło wklęsłe wiązka równoległa. Zwierciadło wklęsłe wiązka rozbieżna. 1
Nazewnictwo obrazów: Obraz rzeczywisty to obraz, który powstaje z promieni odbitych (skupiających. się); dających wiązkę zbieżną,daje się zrzutować na ekran; (nie chodzi o jego jakość wyrazistość... ) Obraz pozorny urojony, to obraz, który powstaje z przedłużenia promieni odbitych (promienie dają wiązkę rozbieżną.) nie dają się zrzutować na ekran. Obraz widać w przyrządzie optycznym. Zwierciadło wklęsłe powstawanie obrazu. Powstaje obraz: x=r: Powstaje obraz: <x<r Powstaje obraz:
x< Zwierciadło wypukłe. Zwierciadło wypukłe wiązka równoległa. Zwierciadło wypukłe wiązka rozbieżna. Zwierciadło wypukłe powstawanie obrazu. Niezależnie od odległości przedmiotu od zwierciadła wypukłego powstaje obraz:
Zwierciadło wklęsłe konstrukcja promienia skośnego. Kolejność czynności: przedłuż promień w stronę zwierciadła (nie przepalając go); dorysuj oś optyczną poboczną, równoległą do danego promienia; z ogniska wystaw prostopadłą do głównej osi optycznej w stronę osi optycznej pobocznej; na przecięciu zaznacz ognisko poboczne F ; dorysuj promień odbity przez ognisko poboczne. Graiczna interpretacja równania zwierciadła. Przypomnij równanie zwierciadła wklęsłego: Zależność odległości y obrazu od zwierciadła od odległości x przedmiotu od zwierciadła. Zależność powiększenia p od odległości x przedmiotu od zwierciadła. Odległość d między przedmiotem i obrazem rzeczywistym: Odległość d między przedmiotem i obrazem pozornym: Odległość d między przedmiotem, leżącym za zwierciadłem (przedmiotem pozornym) i rzeczywistym obrazem (wiązka zbieżna): x y p d 0 4 4 4 zal: x x x Zależność odległości y obrazu od zwierciadła od odległości x przedmiotu od zwierciadła. x x x x x x Zależność powiększenia p od odległości x przedmiotu od zwierciadła. x x x 4
Odległość d między przedmiotem i obrazem Opis powiększenia : Powtórzyć czynności dla zwierciadła wypukłego. x 0 4 4 4 y p d Zależność odległości y obrazu od zwierciadła od odległości x przedmiotu od zwierciadła. Zależność powiększenia p od odległości x przedmiotu od zwierciadła. Odległość d między przedmiotem i obrazem Prawo załamania Snelliusa. Zależności: Rysunek: kąt padania kąt między promieniem padającym, a normalną, czyli prostopadłą do granicy ośrodków; kąt załamania kąt między promieniem załamanym, a normalną; V 1 prędkość światła w pierwszym ośrodku; V prędkość światła w drugim ośrodku; n 1 = współczynnik załamania pierwszego ośrodka, to stosunek prędkości światła w próżni do prędkości światła w danym ośrodku 5
Typowe współczynniki: n = 1 powietrze, próżnia; n = = woda; n = = szkło; Nietypowe: n = dwusiarczek węgla; N = diament. Im współczynnik załamania n jest większy, a prędkość V jest.........., tym ośrodek jest...... optycznie Jeśli światło przechodzi z........ do......... czyli n 1 n czyli V 1 V czyli z............ do............ to kąt padania jest.......... od kąta załamania, czyli promień załamuje się... normalnej, czyli promień załamuje się..... granicy ośrodków. Jeśli światło przechodzi z........ do......... czyli n 1 n czyli V 1 V czyli z............ do............ to kąt padania jest.......... od kąta załamania, czyli promień załamuje się... normalnej, czyli promień załamuje się..... granicy ośrodków. Jeśli światło przechodzi z........ do......... czyli n 1 n czyli V 1 V czyli z............ do............ to kąt padania jest.......... od kąta załamania, czyli promień załamuje się... normalnej, czyli promień załamuje się..... granicy ośrodków. Graniczne wewnętrzne odbicie. Zależności: Relacja: współczynniki: n P n W n S prędkości: V P V W V S Wylicz: V W = = = = V S = = = = Rysunek: Promień załamany ślizga się po granicy ośrodków. Jeśli światło przechodzi z wody do powietrza: sin grw = = = = 0, ; grw = jeśli światło przechodzi ze szkła do powietrza: sin grs = = = = 0, ; grs = Zatem: sin grw... sin grs stąd: grw... grs Jeśli światło przechodzi ze szkła do wody: sin grsw = = = = 0, ; grsw = Przypadki szczególne : Jeśli promień pada pod kątem nieco........... niż graniczny to.............................................................................................................. Jeśli promień pada pod kątem nieco........... niż graniczny to............................................................................................................. Reraktometr służy do wyznaczania................................światła z pomiaru kąta.................. Przykłady zastosowań granicznego wewnętrznego odbicia:............................................................................................... 6
Kąt Brewstera porównaj FALE polaryzacja. Zależności: Rysunek: Jeśli na granicę ośrodków światło pada pod kątem Brewstera to: 1. promień odbity jest............... do załamanego;. promień odbity jest.............................. w płaszczyźnie................ tangens kąta padania jest równy............................................. Powietrze szkło tg = n WZGL = = = = powietrze woda tg = n WZGL = = = = woda szkło tg = n WZGL = = = = Temat: Płytka płaskorównoległościenna. Odległość o jaką przesunie się promień: Temat: Pryzmat. kąt łamiący pryzmatu; kąt odchylenia promienia w pryzmacie; Ćwiczenie: Jeśli promień w pryzmacie jest równoległy do podstawy pryzmatu to kąt odchylenia jest........ i wynosi = Zależność współczynnika załamania od V i Dyspersja światła w pryzmacie. Temat: Wzór soczewkowy. D zdolność skupiająca soczewki; ogniskowa soczewki; n S współczynnik załamania materiału soczewki; n O współczynnik załamania ośrodka; r, R promienie krzywizn soczewki. Jeśli taką soczewkę przenosimy z............. do........ to współczynnik załamania materiału soczewki n S.............. to współczynnik załamania ośrodka n O.......... to........, to prawa strona równania......... to lewa strona równania......... to zdolność skupiająca D... to ogniskowa soczewki............ 7
Jeśli taką soczewkę przenosimy z.......... do............ to współczynnik załamania materiału soczewki n S.............. to współczynnik załamania ośrodka n O.......... to........, to prawa strona równania......... to lewa strona równania......... to zdolność skupiająca D... to ogniskowa soczewki............ UMOWA: Jeśli podczas rysowania promień PRZECHODZI przez materiał soczewki podstawiamy + jeśli podczas rysowania promień NIE PRZECHODZI przez materiał soczewki podstawiamy!!! to L 0, to D 0, to 0, soczewka jest to L 0, to D 0, to 0, soczewka jest 1 ns 1 D 1 no r R to L 0, to D 0, to 0, soczewka jest to L 0, to D 0, to 0, soczewka jest 1 ns 1 1 D no r R to L 0, to D 0, to 0, soczewka jest to L 0, to D 0, to 0, soczewka jest 1 ns 1 1 ns D no r no to L 0, to D 0, to 0, soczewka jest to L 0, to D 0, to 0, soczewka jest 1 ns 1 1 ns D no r no to L 0, to D 0, to 0, soczewka jest to L 0, to D 0, to 0, soczewka jest 1 ns 1 1 D no r R to L 0, to D 0, to 0, soczewka jest Soczewka skupiająca wiadomości wstępne. to L 0, to D 0, to 0, soczewka jest 1 ns 1 1 D no r R 8
Soczewka skupiająca wiązka równoległa. Soczewka skupiająca wiązka rozbieżna. Soczewka skupiająca powstawanie obrazu x>. Powstaje obraz:........... bo powstał z promieni........ bo można go zrzutować na ekran;.......................... Taki bieg promieni występuje w:.............................................. Parametry oka zastępczego : zdolność skupiająca:...., ogniskowa:...., współczynnik załamania.. promień krzywizny siatkówki:....., średnica gałki ocznej:...... Soczewka skupiająca powstawanie obrazu <x<. Powstaje obraz:................................... Ćwiczenie: <x<. Taki bieg promieni występuje w:........................................................................... 9
Soczewka skupiająca powstawanie obrazu 0<x<. Powstaje obraz:............ bo powstał z promieni................, a nie............ Nie można go zrzutować na ekran!..............,................. Ćwiczenie: 0<x<. Taki bieg promieni występuje w:................................................................................................... Powiększenie lupy dla oka akomodującego: d = 5cm odległość dobrego widzenia Soczewka rozpraszająca wiązka równoległa. lub nieakomodującego: Soczewka rozpraszająca wiązka zbieżna 10
Soczewka rozpraszająca powstawanie obrazu. Otrzymaliśmy wiązkę Niezależnie od odległości przedmiotu od soczewki rozpraszającej powstaje obraz: Dane: oś optyczna, punkt świecący i jego obraz. Szukamy: położenia soczewki i jej ogniska. Skoro przedmiot i obraz znajdują się po.................. stronach.................. to jest to soczewka................... Skoro przedmiot jest................. od osi optycznej to: Skoro przedmiot i obraz znajdują się po.................. stronach.................. to jest to soczewka................... Skoro przedmiot jest................. od osi optycznej to: Skoro przedmiot i obraz znajdują się po.................stronie.................. to może to być soczewka......... lub.......... Skoro przedmiot jest..........od osi optycznej niż obraz to jest to soczewka............... Graiczna interpretacja równania soczewki. Równania: Odległość obrazu od soczewki: Powiększenie: Odległość między przedmiotem i obrazem rzeczywistym: Odległość między przedmiotem i obrazem pozornym: Odległość między przedmiotem leżącym za soczewką (przedmiotem pozornym) i obrazem rzeczywistym: 4 x 0 4 4 y p d Zależność odległości y obrazu od soczewki od odległości x przedmiotu od soczewki. Zależność powiększenia p od odległości x przedmiotu od soczewki. Odległość d między przedmiotem i obrazem Prostowanie wykresów. Wprowadzamy oznaczenia: 11
Powtórzyć powyższe kroki dla soczewki rozpraszającej. Aberracja seryczna Aberracja chromatyczna Promień, biegnący daleko od osi optycznej załamuje się.............. od soczewki jego ogniskowa jest........., zdolność skupiająca D........... Promień, biegnący w pobliżu głównej osi optycznej załamuje się..........od soczewki, jego ogniskowa jest........ zdolność skupiająca D......... Krótkowidz.......... aberrację seryczną gdy mruży oczy. W aparacie otograicznym lepsza głębia ostrości występuje, gdy przesłona przepuszcza promienie........... Zmniejszenie aberracji serycznej osiąga się przez usunięcie promie-ni, biegnących.......... od głównej osi optycznej, a pozostawienie promieni.............. Składanie soczewek. Okulary. L odległość miedzy soczewkami; D 1, D zdolności skupiające soczewek; Często zdarza się, że soczewki są blisko siebie: wtedy L=0 Ogniskowa dwóch złożonych soczewek: Krótkowidz ma zbyt........ soczewkę, o zbyt......... ogniskowej i zbyt..... zdolności skupiającej D, lub za...... gałce ocznej, bo obraz powstaje... siatkówką (......... gałki ocznej). Należy zapisać mu szkła........... o....... ogniskowej i......... zdolności skupiającej D, które.......... ogniskową i........zdolność skupiającą aby obraz przybliżył się do siatkówki. Można również......... gałkę oczną, lub wymienić ją na......... albo wreszcie wymienić jego soczewkę na inną.......... o......... ogniskowej, której zdolność skupiająca jest.... aby obraz przybliżył się do siatkówki. Promień czerwony ma ognisko...............od soczewki, czyli ogniskowa barwy czerwonej soczewki jest.......... zaś promień.......... ma ognisko........... soczewki, czyli ogniskowa barwy........... jest............ W oku nie występuje rozmiar czopków jest większy niż aberracja nie widać tęczowych pod-barwień krawędzi obserwowanych przedmiotów. Dalekowidz ma zbyt........ soczewkę, o zbyt......... ogniskowej i zbyt..... zdolności skupiającej D, lub za...... gałce ocznej, bo obraz powstaje... siatkówką (......... gałki ocznej). Należy zapisać mu szkła........... o....... ogniskowej i......... zdolności skupiającej D, które.......... ogniskową i........zdolność skupiającą aby obraz przybliżył się do siatkówki. Można również......... gałkę oczną, lub wymienić ją na......... albo wreszcie wymienić jego soczewkę na inną....... o......... ogniskowej, której zdolność skupiająca jest.... aby obraz przybliżył się do siatkówki. Astygmatyzm aberracja polega na tym, że obraz punktu położonego poza osią optyczną układu nie jest punktem lecz stanowi dwa, wzajemnie.............................., leżące w.............. Mikroskop optyczny urządzenie do oglądania.......... przedmiotów, zwanych.............. W typowym, szkolnym przypadku składa się z dwóch soczewek:.......... od strony........, oraz........... od strony..... (tam, gdzie się patrzy). Wstępnie powstał obraz.............,..............,............ ten obraz stanie się..... dla następnej soczewki, zwanej.............., która działa jak......... Pierwszy obraz i nowy przedmiot powinien znaleźć się między ogniskiem okularu a okularem. Ostateczne względem preparatu powstał obraz............................................. Ten obraz A B znajduje się w odległości................................ d = Powiększenie mikroskopu: p OB powiększenie obiektywu; p OK powiększenie okularu; L odległość między................ a.............. OB ogniskowa obiektywu; OK ogniskowa okularu; D OB zdolność skupiająca obiektywu; D OK zdolność skupiająca okularu; Często zdarza się, że zmieniamy obiektyw lub okular mikroskopu, wtedy zmienia się powiększenie mikroskopu. Przy dwukrotnym zwiększenia powiększenia wymiary liniowe obrazu................... razy, zaś powierzchnia................... razy. Podczas powiększania powiększenia: odległość preparatu od obiektywu..............., wielkość pola widzenia............ jasność pola widzenia............. Powiększenie mikroskopów optycznych jest ograniczone ich............................... Jest tym większa (lepsza) im.......... jest........... ali światła, oświetlającego preparat. Więcej szczegółów dostrzeżemy, oświetlając preparat światłem..........., np............. niż.............. np...................... Minimalna odległość między obiektami rozróżnialnymi przez mikroskop świetlny to: a więc dla barwy ioletowej: powiększenie skuteczne: teoretyczne: domowy/szkolny: Radykalnym sposobem poprawy rozdzielczości jest zastosowanie ali bardzo krótkiej np. przypisanej pędzącym elektronom. Mikroskop elektronowy patrz DUALIZM. 1