Történeti áttekintés

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Történeti áttekintés"

Réka Faragó
9 évvel ezelőtt
Látták:

1 A fény

2 Történeti áttekintés Arkhimédész tükrök segítségével gyújtotta fel a római hajókat. A fény hullámtermészetét Cristian Huygens holland fizikus alapozta meg a 17. században. A fénysebességet először Olaf Römer mérte meg. A méréshez a Jupiter egyik holdját használta fel.

A fény hullámtermészetét Cristian Huygens holland fizikus alapozta

3 Fizeau ( ) francia fizikus megméri földi körülmények között a fénysebességet, amely c= m/s Einstein speciális relativitáselmélete szerint ez a természetben elérhető legnagyobb sebesség.

792 458 m/s Einstein speciális relativitáselmélete

4 A fény visszaverődése és törése Ha a fénysugár egyik közegből egy másik közegbe ér, akkor egy része visszaverődik, másik része megtörik. Hogy a teljes fénysugár hány százaléka törik meg, és hány százaléka verődik vissza, az a közegek anyagi minőségétől, színétől, a felülettől is függ. Abszolút fekete testnek az tekinthető, amely a ráeső fénysugarakat teljes mértékben elnyeli. Ez valójában nem valósítható meg.

Hogy a teljes fénysugár hány százaléka törik meg, és hány százaléka verődik vissza, az a közegek

5 A fényvisszaverődés törvénye A beeső fénysugár, a beesési merőleges és a visszavert fénysugár közös síkban van. A beesési szög megegyezik a visszaverődési szöggel.

6 Snellius- Descartes törvény ( 17. század ) A beeső fénysugár, a beesési merőleges, és a megtört fénysugár egy síkban vannak. A határfelületre merőlegesen érkező fénysugár irányváltozás nélkül halad tovább.

7 A határfelületre nem merőlegesen érkező fénysugár esetén a beesési szög szinusza és a törési szög szinusza egyenesen arányos, a kettő hányadosa a két közegre jellemző állandó. sin sin α = n v1 2, 1 n 2,1 = β v 2

szinusza egyenesen arányos, a kettő hányadosa a két

8 Az n 2,1 állandó a második közegnek az első közegre vonatkoztatott törésmutatója. A vákuumhoz vonatkoztatott törésmutatót abszolút törésmutatónak mondjuk. Jele:n A fény sebessége különböző közegekben más és más, a frekvenciája viszont állandó. Így különböző közegben a fény hullámhossza is különbözik.

A vákuumhoz vonatkoztatott törésmutatót abszolút törésmutatónak mondjuk.

9 Színkép A fehér fény összetett, több szín keveréke. Ha fehér fényt prizmán keresztül bocsátunk, a fehér fényt a prizma színeire bontja. A törésmutató ugyanis függ a fény hullámhosszától is. Különböző színű fényeknek különböző a hullámhossza, így más és más lesz rájuk nézve a prizma törésmutatója.

színeire bontja. A törésmutató ugyanis függ a fény hullámhosszától is.

10 Lézer A lézer monokromatikus ( egy, közel azonos hullámhosszúságú fényből álló ) fénysugár, így prizmán keresztülbocsátva nem keletkeznek színképek.

11 Színkép Vörös, narancs, sárga, zöld, kék, ibolya

12 Modell A fizikában gyakran alkalmazunk modelleket, amelyek a természeti folyamatok bonyolult rendszerének egyszerűsített, áttekinthető, matematikailag leírható idealizált mása. Helyesen szemlélteti a rendszer sajátosságait, de sohasem tökéletes.

áttekinthető, matematikailag leírható idealizált mása.

13 Geometriai optika Modell, amely eltekint a fény hullámtermészetétől, a fény terjedését egyenesekkel reprezentálja, a fényforrást ponttal jelöli, a fénysugár útját megfordíthatónak vesszük. A geometriai szerkesztéssel határozzuk meg a a képet.

reprezentálja, a fényforrást ponttal jelöli, a fénysugár

14 A geometriai optika elemei Fényforrás Tárgy Kép, amely lehet valódi, ebben az esetben ernyőn felfogható, virtuális, vagy látszólagos, amikor az egyébként széttartó fénysugarak meghosszabbítása - például egy tükör mögött- egy pontban találkozik, és a szem képes érzékelni ezt a pontot.ilyenkor a képtávolság mindig negatív.

széttartó fénysugarak meghosszabbítása - például egy tükör mögött- egy pontban

15 A tükör nem boszorkányság

16 Tükrök és lencsék Síktükör Gömbtükrök: Homorú tükör Domború tükör Tükrökből álló rendszerek Vékonylencsék Domború lencse Homorú lencse Egyik oldalon domború, másik oldalon homorú lencsék Vastaglencsék Lencserendszerek Mikroszkóp Távcső

Domború lencse Homorú lencse Egyik oldalon domború, másik

17 Prizmák Különösen a földmérésnél használt műszerekben különös fontosságú, nélkülözhetetlen eszközök a szögprizmák.

18 Optikai rendszerek Elemi eszközökből, tükrökből, lencsékből, prizmákból épített bonyolult optikai rendszerek, amelyek széleskörűen alkalmazottak a gyógyászatban, csillagászatban, földmérésben,.

rendszerek, amelyek széleskörűen alkalmazottak a

19 Síktükör képalkotása

20 Homorú tükör képalkotása 1. Az optikai tengellyel párhuzamosan haladó fénysugár a fókuszponton keresztül verődik vissza. 2. A fókuszponton keresztül haladó fénysugár az optikai tengellyel párhuzamosan keresztül verődik vissza.

21 3. A geometriai középponton átmenő fénysugár önmagában verődik vissza. 4. Az optikai középpontba érkező sugár visszaverődés után a főtengellyel ugyanazt a szöget zárja be.

24 A domború tükör képalkotása A tengellyel párhuzamos sugarak visszaverődés után széttartóak, úgy mintha a tükör mögötti fókuszpontból indultak volna. A domború tükör fókusztávolsága negatív. A kép mindig látszólagos, egyenes állású és kicsinyített.

26 Tükrök leképezési törvénye 1 f = 1 k + 1 t

27 Tükrök nagyítása k N = = t K T Ha a nagyítás pozitív, akkor a kép valódi. Ha a nagyítás negatív, akkor a kép látszólagos, mert látszólagos kép a tükör mögött keletkezik, így a képtávolság mindig negatív.

28 A vékony lencsék típusai

29 Vékony lencsék leképezési törvényei 1 f = 1 1 ( n 1) + R R = k N = = K f k t t T

31 Gyűjtőlencse sugármenetei

32 Gyűjtőlencse képalkotása

33 Szórólencse sugármenetei

34 Összetett lencsék Két egymástól d távolságra lévő vékony lencse fókusztávolsága: f = f 1 f 2 f 1 + f 2 d

35 Vastag lencsék D a lencse vastagsága A két sík-domború lencse között n törésmutatójú anyag van. ( ) + = R R D n n R R n f

36 Lencsehibák Közepes diszperzió A törésmutató nem állandó érték, függ a fény színétől. A lencsék fókusztávolsága nem egy pontosan meghatározott érték. Gömbi eltérés vagy nyíláshiba ( szférikus abberáció) A lencse szélső zónáján áthaladó fénysugarak a tengelyt előbb metszik, mint a középső zónán áthaladók.az egyes lencsezónáknak különböző a fókusztávolsága.

37 Színi eltérés Nem monokromatikus fény esetén lép fel. A törésmutató függ a fény frekvenciájától, ezért különböző fényekre más-más lesz törésmutató, így más-más lesz a fókusztávolság is. Vörös fényre van a legmesszebb, ibolya fényre van a legközelebb a fókuszpont. Megoldás: ragasztott lencse

38 Asztigmatizmus Tengelytől távol eső képpont esetén a lencse középső zónájának a leképezési hibája. A kép nem pontszerű, ellipszis keresztmetszetű.

39 Kóma A tengelytől távol eső képpontnak a lencse szélső zónája által történő leképezéskor keletkezik. Ha az asztigmatizmus és a kóma együtt jelentkezik, akkor a képpont elmosódott lesz. A pont legfényesebb részét üstökösszerű csóva veszi körül.

40 Torzítás A vetítés nem centrális A torzítás lehet párna, vagy hordó alakú A lencsehibák egy része javítható rekeszeléssel (Petzval József)

41 Fényerő A lencsékre jellemző számszerű érték az átmérő és a gyújtótávolság aránya, amelyet relatív nyílásnak hívunk. D R = R =1: f f D

42 Összetett optikai rendszerek Mikroszkóp Tárgy felöli lencse: objektív A szem felöli lencse: okulár Optikai tubushossz: a két lencse belső gyújtópontjainak a távolsága

43 Távcső A távcső távoli tárgyak látószögének a nagyítására szolgál. Kepler-féle távcső két gyűjtőlencséből áll.

44 Galilei-féle távcső Földi tárgyak megfigyelésére szolgál, mert a végső kép egyenes állású

45 Newton-féle tükrös távcső A tükrös távcsövek optikai elemeit gömbtükrök alkotják. Főként csillagászati megfigyelésekre használják.

46 Földi távcső

Hasonló dokumentumok

OPTIKA. Gömbtükrök képalkotása, leképezési hibák. Dr. Seres István

OPTIKA. Gömbtükrök képalkotása, leképezési hibák. Dr. Seres István OPTIKA Gömbtükrök képalkotása, Dr. Seres István Tükrök http://www.mozaik.info.hu/mozaweb/feny/fy_ft11.htm Seres István 2 http://fft.szie.hu Gömbtükrök Domború tükör képalkotása Jellegzetes sugármenetek