Optika kérdéssor. 2010/11 tanév. Milyen kapcsolatban van a fényvisszaverődés törvénye a Fermat elvvel?

Átírás

1 Optika kérdéssor 2010/11 tanév Mit mond ki a Fermat elv? Mit mond ki a fényvisszaverődés törvénye? Milyen kapcsolatban van a fényvisszaverődés törvénye a Fermat elvvel? Mit mond ki a fénytörés törvénye? Mi az abszolút törésmutató? Mi a relatív törésmutató? Milyen kapcsolat van két anyag relatív törésmutatója és az abszolút törésmutatók között? Optikailag ritkább közegből sűrűbb közegbe haladó fénynek hogyan változik meg a terjedési sebessége? Optikailag ritkább közegből sűrűbb közegbe haladó fény esetén a beesési merőleges felé vagy attól távolodva törik meg a fény? Optikailag sűrűbb közegből ritkább közegbe haladó fény esetén a beesési merőleges felé vagy attól távolodva törik meg a fény? Igaz-e, hogy ritkább közegből sűrűbb közegbe haladó fénysugár esetén a törési szög mindig kisebb a beesési szögnél? Mi a Brewster szög? Mi az oka, hogy egy tiszta vizű tó felülről nézve sekélyebbnek látszik? Egy tóban úszó halat nézünk. Valójában lejjebb, feljebb, vagy ugyanolyan mélyen van a hal, mint ahogy látjuk? Miért? Mi a teljes visszaverődés? Optikailag ritkább közegből sűrűbb közegbe haladva létrejöhet-e teljes visszaverődés? Miért? Optikailag sűrűbb közegből ritkább közegbe haladva létrejöhet-e teljes visszaverődés? Miért? Hogyan határozható meg a teljes visszaverődés határszöge? Írj két olyan eszközt, ahol a teljes visszaverődést használják ki! Hogyan működik a refraktométer? Mire használható a refraktométer?

2 Csapdába eshet-e egy üveggömb belsejében a teljes visszaverődés miatt egy kívülről bevitt fénysugár? Mit jelent az, hogy egy üvegszál egymódusú? Mit jelent az, hogy egy üvegszál lépcsős indexű? Mit jelent az, hogy egy üvegszál lépcsős multimódusú? Mekkora a jellemző átmérője az üvegszál magjának? Mi a képfordító prizma? Említsd meg az optikai kábeles jeltovábbítás néhány előnyét a hagyományos kábelekkel szemben! Mondj legalább két alkalmazást üvegszálakra! Hogyan változik meg egy fénysugár haladási iránya, miközben plánparalell lemezen halad át? Hogyan változik meg egy fénysugár haladási egyenese, miközben plánparalell lemezen halad át? Mennyivel térül el oldalirányba egy fénysugár egy plánparallel lemezen való áthaladás során? Egy ablaküvegen keresztül fényképezünk. Elméletileg befolyásolja-e a fényképezőgép távolság beállítását az üveg vastagsága? Torzítja-e az ablaküveg a rajta keresztül nézett testeket? A prizma mely adataitól függ, hogy mennyire téríti el a rajta áthaladó fénysugarakat? Igaz-e az, hogy a prizma mindig a "vastagabb" oldala felé téríti el a fénysugarakat? Mit értünk a prizma törőszöge alatt? Vázold a fény áthaladását egy prizmán! Milyen adatoktól és hogyan függ a vékony lencsék fókusztávolsága? Mit értünk dioptria alatt? Egy 10 cm vagy egy 20 cm fókusztávolságú lencsének nagyobb a dioptriája? Lehet-e egy homorú-domború lencse gyűjtőlencse? Indokold is a válaszodat! Egy levegő buborék vízben gyűjtő vagy szórólencseként viselkedik? Egy üveglencsét levegőből vízbe teszünk. Megváltozik-e emiatt a fókusztávolsága? Mit mond ki a lencsetörvény vékony lencsékre? Hogyan határozható meg a nagyítás a leképezési törvény adataiból? Vázold fel egy gyűjtőlencse esetén a jellegzetes sugármeneteket!

3 Vékony gyűjtőlencse esetén mekkora tárgytávolság esetén lesz virtuális a kép? Vékony gyűjtőlencse esetén mekkora tárgytávolság esetén lesz nagyított a kép? Vékony gyűjtőlencse esetén mekkora tárgytávolság esetén lesz fordított állású a kép? Vázold fel egy szórólencse esetén a jellegzetes sugármeneteket! Vékony szórólencse esetén lehet-e egy tárgyról valódi képet kapni? Mit jelent, ha a lencsetörvényből a képtávolságra negatív érték jön ki? A domború tükör leképezése a gyűjtő vagy a szórólencse leképezésének felel meg? Az autó visszapillantó tükrében valódi vagy látszólagos képet látunk? Adj legalább két példát a domború tükör alkalmazására! Milyen kapcsolatban van egy kis nyílásszögű gömbtükör fókusztávolsága a gömb sugarával? Milyen feltétel esetén lesz egy homorú tükör képe valódi? Vázold fel egy domború gömbtükör esetén a jellegzetes sugármeneteket! Vázold fel egy homorú gömbtükör esetén a jellegzetes sugármeneteket! Milyen esetben szokás gömbtükör helyett parabola tükröt használni (alkalmazási példa is jó)? Sorolj fel háromféle képhibát a lencsék képalkotásánál! Mit jelent a szférikus aberráció? Mit jelent az asztigmatizmus (tengelyen kívüliség)? Mit jelent a kóma (üstököshiba)? Mit jelent a képdomborúság? Mit jelent a disztorzió? Mit jelent a kromatikus aberráció? Miből áll és miért jó az akromát lencse? Miből áll és miért jó az apokromát lencse? Milyen módszerekkel korrigálhatók a lencsehibák? Hogyan határozható meg két, szorosan egymás mellett lévő vékonylencséből álló optikai rendszer dioptriája a lencsék dioptriáinak ismeretében? Hogyan határozható meg két, d távolságra lévő vékonylencséből álló optikai rendszer dioptriája a lencsék dioptriáinak és a d távolságnak az ismeretében?

4 Mit jelent az, hogy paraxiális közelítésben használható a mátrixoptika a fénysugarak menetének követésére? Az optikai tengellyel bezáróan milyen szögtartományban használható a mátrixoptikai leírás? A mátrixoptikában mik a fénysugarat leíró vektor koordinátái? Hogyan adható meg az a mátrix, ami a fénysugár t távolságra való elmozdulását írja le? Írd fel a vékonylencsén áthaladó fénysugárra a lencsét leíró mátrixot! Írd fel egy gömbtükörről visszaverődő fénysugárra a tükröt leíró mátrixot! Mit értünk fősíkok alatt a vastag lencsék esetén? Írd fel a tárgyoldali/képoldali fősík helyének meghatározására szolgáló összefüggést! Hogyan határozható meg egy vastag lencse fókusztávolsága? Írd fel a leképezési törvényt vastag lencsék esetén! Vázold fel a jellegzetes sugármeneteket vastag gyűjtőlencse esetén! Vázold fel a jellegzetes sugármeneteket vastag szórólencse esetén! Vázold fel egy egyszerű nagyító képalkotását! Hogyan határozható meg egy nagyító nagyítása? Mi a különbség a Kepler és a Galilei távcső között? Mik a Newton-féle távcső főbb összetevői? Miért jobb a csillagászatban a Newton-féle távcső, mint a Galilei távcső? Milyen célt szolgál a prizmás távcsőben a prizma? Vázold fel a mikroszkóp képalkotását! Valódi vagy virtuális képet látunk a mikroszkópban? Közelítőleg mekkora nagyítás érhető el egy fénymikroszkóppal? Hogyan függ a mikroszkóp feloldási határa a fény hullámhosszától? Miért ad sokkal jobb felbontást az elektronmikroszkóp a fénymikroszkópnál? Egyenes vagy fordított állású kép keletkezik a fényképezőgép érzékelőjén? Milyen célt szolgál a fényképezőgépen a blende? Milyen változást okoz a fényképen az expozíciós idő megváltoztatása? Milyen technikai megoldással hoznak létre különböző színeket a projektoroknál?

5 Mit jelent az, hogy a fény elektromágneses hullám? Transzverzális vagy longitudinális hullám a fény? Mit ad meg a Poynting vektor? Mekkora a látható fény hullámhossztartománya? Hogyan határozható meg a hullámhosszból a frekvencia? Nagyságrendileg mekkora a fény terjedési sebessége vákuumban? Hogyan mérte meg Römer a fénysebességet? Ismertesd a Fizeau féle fénysebesség mérés lényegét! Ismertess egy lehetséges (kivitelezhető) módszert a fény terjedési sebességének meghatározására! Ismertesd a fénysebesség mérés történetét két példán keresztül! Mi a polarizáció? Mi történik a polarizációs szűrőn áthaladó természetes fénnyel? Mekkora egy polarizációs szűrőn átjutó fény intenzitása (a szűrő előtti intenzitáshoz képest)? (Miért?) Mekkora a keresztezett polarizációs szűrőkön átjutó fény intenzitása? Polarizációs szűrőre a polarizációs síkjával α szöget bezáró polarizációs síkú fény esik I 0 intenzitással. Mekkora lesz a szűrőn átjutó fény intenzitása? Egy napszemüvegeket árusító üzletben hogyan dönthető el egy adott típusú szemüvegről, hogy polarizációs szűrővel, vagy festett üveggel készült-e? Hogyan kapcsolódik a Brewster szög a polarizációhoz? Miért használnak a fényképészek polarizációs szűrőt? Említs a polarizációra három technikai alkalmazást! Hogyan működik az LCD kijelző? A természetben hol találkozunk a polarizációval? Hogyan megy át a fény kettőstörő anyagon? Milyen elven működik a polarizációs feszültségvizsgálat (magyarázd el az átlátszó műanyag vonalzó esetén!)? Mit jelent a diszperzió? Hogyan működik a prizmás spektrométer? Milyen hullámjelenségen alapul a szivárvány?

6 Miért látunk színes foltokat a CD/DVD adathordozó oldalán? A fényinterferencia feltételének ismeretében becsüld meg egy szappanhártya vastagságát, amikor színes foltokat láthatunk rajta! Hogyan működik az antireflexiós réteg? Mi a feltétele, hogy két azonos hullámhosszúságú, azonos fázisú fénysugár erősítse/kioltsa egymást? Miért nem láthatunk interferenciát, ha két izzólámpát egymás közelében felkapcsolunk? Miért lehet lézerrel sokkal egyszerűbben interferenciát létrehozni, mint izzószálas lámpával? Hogyan mérted meg a lézerfény hullámhosszát? Mit jelent az additív színrendszer (példa)? Mik az additív színrendszer alapszínei? Mit jelent a szubsztraktív színrendszer? Mik a szubsztraktív színrendszer alapszínei? Mik a komplementer színek (említs példát)? Mitől függ egy tárgy színe visszavert fényben? Milyen színűnek látunk egy kékeszöld testet egy csak piros színt átengedő szűrőn át? A képernyő színképzése additív vagy szubsztraktív színkeverés? Ismertesd az emberi szem optikailag fontosabb részeit! Hogyan változtatja az emberi szem a fókusztávolságát? Miért 25 cm a tisztánlátás távolsága? Milyen funkciót töltenek be a szemben a csapok? Milyen funkciót töltenek be a szemben a pálcikák? Mit jelent a rövidlátás és hogyan orvosolható? Mit jelent a távollátás és hogyan orvosolható? Mi a vakfolt? Mit jelent, hogy az izzó gázoknak vonalas a színképe? Mi az atomi fénykibocsátás mechanizmusa? Hogyan gerjesztik az elektronokat az izzószálas lámpa esetén? Hogyan gerjesztik az elektronokat fénycső esetén?

7 Miért lenne logikusabb az izzólámpát világítótest helyett fűtőtestnek hívni? Mi a spektroszkópia? Mikor használnak abszorpciós illetve emissziós spektrumot? Mit mond ki a Wien-féle eltolódási törvény? Miért nem azonos hatású egy izzólámpa fénye a napfénnyel? Vázold fel egy fekete test sugárzási eloszlás függvényét (Planck törvény)! Mennyiben különbözik a neoncső/kompakt fénycső fénye a napfénytől? Mi a LED? Mennyiben speciális fényforrás a lézer? Mit jelent a koherens fény kifejezés? Mit jelent az, hogy a lézer fénye monokromatikus? Mit jelent az inverz populáció? Mi a spontán és indukált emisszió közötti különbség? Miért kell tükörrezonátor a lézerbe? Miért használható jól vágásra a nagy energiájú CO 2 lézer fénye? A szemműtéteknél miért kék színű lézert használnak? Miben különbözik a hologram a normál fényképtől? Minek a mértékegysége a lumen? Mi a különbség egy fényforrásból kisugárzott teljesítmény és a fényáram között? 555 nm-es hullámhosszúságú fény esetén 1 watt teljesítmény hány lumennek felel meg? 300 nm-es hullámhosszúságú fény esetén 1 watt teljesítmény hány lumennek felel meg? Mi a láthatósági függvény? A láthatósági függvény értéke milyen hullámhosszokon különbözik 0-tól? Nagyságrendileg hány lumen fényáramú egy háztartási fényforrás (izzólámpa/fénycső)? Milyen fizikai mennyiségnek a mértékegysége a kandela? Milyen kapcsolat van a lumen és a kandela között? Mi a megvilágítás mértékegysége?

8 Nagyságrendileg hányszor nagyobb a nyári napfény esetén egy adott felületen a megvilágítás, mint a mesterséges megvilágítás a szobában? Mit értünk a fényforrások fényhasznosítása alatt (mi a mértékegysége)? Miért javítja a fénycsövek fényhasznosítását a fényporozás? Mutass be egy szubjektív fotometriai eljárást (Ritchie/Bunsen)! Hogyan függ a záróirányban bekötött fotocella árama a megvilágító fény intenzitásától? Hogyan működik a félvezető fotocella (napelem)? Miért kell szűrő a fotométerben alkalmazott fotodiódára? Mi a képi adatfeldolgozás során a szegmentálás? Hogyan használható fel egy kép hisztogrammja méret meghatározásra? Mi a térlátásunk alapja? A piros-kék szemüvegben miért látunk térbeli képeket? Hogyan működik a 3D mozi? Hogyan működik a 3D tv?