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 Promień świetny kierunek rozchodzenia się fali, prostopadły do czoła fali (punktów o identycznej fazie) Im mniejszy rozmiar elementów optycznych, tym bardziej zauważalne są efekty dyfrakcyjne.
Załamanie fali Efekt załamania fali wynika z różnych prędkości rozchodzenia się jej w różnych ośrodkach
Współczynnik załamania fali
Zasada Huygensa Wszystkie punkty czoła fali można uważać za źródła nowych fal kulistych. Położenie czoła fali w czasie jest dane przez powierzchnię styczną do tych fal kulistych.
Zasada Huygensa
Zasada Fermata. Prawo załamania i odbicia Promień świetlny biegnący z jednego punktu do drugiego przebywa drogę, na której użycie trzeba poświęcić w porównaniu z sąsiednimi drogami maksimum lub minimum czasu
Płytka płaskorównoległa
Całkowite wewnętrzne odbicie
Pryzmat Pryzmat jako element optyczny Kąt najmniejszego możliwego odchylenia
Dyspersja Zależność prędkości fazowej od częstotliwości fali: Liczba Abbego V n D, n F, n C - współczynniki załamania dla żółtej linii sodu (D, 589,2 nm), niebieskiej linii fosforu (F, 486,1 nm) i czerwonej linii wodoru (C, 656,3 nm).
Pryzmat: rozszczepienie (dyspersja)
Powstawanie tęczy
Powstawanie tęczy
Powstawanie tęczy
Zwierciadło płaskie p odległość przedmiot-zwierciadło o odległość obraz-zwierciadło o = -p Obraz pozorny
Zwierciadła sferyczne Zwierciadło wklęsłe Obraz: 1 p 1 1 o f m o p Powiększenie Odwrócony, rzeczywisty, pomniejszony Odwrócony, rzeczywisty Odwrócony, rzeczywisty, powiększony Brak obrazu Prosty, pozorny, powiększony
Zwierciadła sferyczne Zwierciadło wypukłe 1 p 1 o 1 f Ogniskowa f w zapisie ujemna! Obraz prosty, pozorny, zmniejszony
Zwierciadło paraboliczne Wszystkie promienie świetlne równoległe do osi symetrii zwierciadła skupiane są w jednym punkcie, bez względu na odległość od osi Wada: aberracja komatyczna (koma)
Soczewki Rodzaje soczewek: - sferyczne - walcowe Soczewka sferyczna: równanie szlifierzy Konwencja: - powierzchnia od strony padania wypukła R 1 >0 - powierzchnia od strony wyjścia wypukła R 2 <0
Soczewki przykłady aberracji Aberracja chromatyczna związana z dyspersją Aberracja sferyczna związana z grubością soczewki
Równanie soczewki 1 p 1 o 1 f Powiększenie m o p Soczewka skupiająca: f dodatnie Soczewka rozpraszająca: f ujemne Obraz rzeczywisty: o dodatnie Obraz pozorny: o ujemne Obraz pozorny powstaje po tej samej stronie co przedmiot Obraz rzeczywisty powstaje po przeciwnej stronie soczewki
Równanie soczewki Odwrócony, rzeczywisty, pomniejszony Odwrócony, rzeczywisty Odwrócony, rzeczywisty, powiększony Brak obrazu Prosty, pozorny, powiększony
Przyrządy optyczne Teleskop (refrakcyjny) Mikroskop
Oko jako przyrząd optyczny
Akomodacja Akomodacja: zmiana zdolności skupiającej soczewki. Pozwala wytworzyć ostry obraz dla różnych odległości oko-przedmiot. Odległość dobrego widzenia dla typowego oka wynosi min. 25 cm. Źródło: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
Wady soczewki Źródło: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
Korekcja wad wzroku Źródło: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu Soczewka progresywna: podzielona na obszary o różnej zdolności skupiającej.
Lusterko samochodowe i motocyklowe Optics Express 24 (2016) 29283
Reflektor samochodowy