8. Előadás. 1) Üveg félhenger

Hasonló dokumentumok
14. Előadás Döntött impulzusfrontú THz gerjesztési elrendezés optimalizálása

Optika. sin. A beeső fénysugár, a beesési merőleges és a visszavert, illetve a megtört fénysugár egy síkban van.

Ugrásszerűen változó törésmutató, optikai szálak

11. Előadás Gradiens törésmutatójú közeg II.

A gradiens törésmutatójú közeg I.

OPTIKA. Vastag lencsék képalkotása lencserendszerek. Dr. Seres István

5.1. ábra. Ábra a 36A-2 feladathoz

6Előadás 6. Fénytörés közeghatáron

12. Előadás. síktükör felé induljon a sugár. Amíg a forrásig visszajut a folyamatot három elemre bonthatjuk

OPTIKA. Vékony lencsék, gömbtükrök. Dr. Seres István

A fény visszaverődése

OPTIKA. Vastag lencsék képalkotása lencserendszerek. Dr. Seres István

2. OPTIKA. A tér egy pontján akárhány fénysugár áthaladhat egymás zavarása nélkül.

Optika gyakorlat Példa: Leképezés hengerlencsén keresztül. 1. ábra. Hengerlencse. P 1 = n l n R = P 2. = 2 P 1 (n l n) 2. n l.

FIZIKA I. KATEGÓRIA 2015-ben, a Fény Évében

OPTIKA. Vékony lencsék. Dr. Seres István

7. Előadás. A vékony lencse közelítésben a lencse d vastagsága jóval kisebb, mint a tárgy és képtávolságok.

Kvantum párhuzamosság Deutsch algoritmus Deutsch-Jozsa algoritmus

A figurális számokról (IV.)

c v A sebesség vákumbanihoz képesti csökkenését egy viszonyszámmal, a törémutatóval fejezzük ki. c v

MATEMATIKA I. KATEGÓRIA (SZAKKÖZÉPISKOLA)

13. Előadás. A Grid Source panelen a Polarization fül alatt megadhatjuk a. Rendre az alábbi lehetőségek közül választhatunk:

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

Geometriai Optika (sugároptika)

OPTIKA. Geometriai optika. Snellius Descartes-törvény szeptember 19. FIZIKA TÁVOKTATÁS

3. Sztereó kamera. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

Egy lehetséges tételsor megoldásokkal

OPTIKA. Vastag lencsék képalkotása lencserendszerek. Dr. Seres István

Optika gyakorlat 1. Fermat-elv, fénytörés, reexió sík és görbült határfelületen. Fermat-elv

Optika gyakorlat 5. Gyakorló feladatok

Megoldás: feladat adataival végeredménynek 0,46 cm-t kapunk.

(A TÁMOP /2/A/KMR számú projekt keretében írt egyetemi jegyzetrészlet):

Történeti áttekintés

24. Fénytörés. Alapfeladatok

BIOMATEMATIKA ELŐADÁS

Kalkulus II., második házi feladat

d) A gömbtükör csak domború tükröző felület lehet.

GEOMETRIAI OPTIKA I.

Optika gyakorlat 2. Geometriai optika: planparalel lemez, prizma, hullámvezető

Optika gyakorlat 1. Fermat-elv, fénytörés, reflexió sík és görbült határfelületen

A geometriai optika. Fizika május 25. Rezgések és hullámok. Fizika 11. (Rezgések és hullámok) A geometriai optika május 25.

Hajós György Versenyre javasolt feladatok SZIE.YMÉTK 2011

V. Deriválható függvények

OPTIKA. Vékony lencsék képalkotása. Dr. Seres István

1. A KOMPLEX SZÁMTEST A természetes, az egész, a racionális és a valós számok ismeretét feltételezzük:

( a b)( c d) 2 ab2 cd 2 abcd 2 Egyenlőség akkor és csak akkor áll fenn

Folytonos idejű rendszerek stabilitása

1. A radioaktivitás statisztikus jellege

Leképezési hibák Leképezési hibák típusai

Diszkrét matematika II., 3. előadás. Komplex számok

Komplex számok (el adásvázlat, február 12.) Maróti Miklós

Koordinátageometria összefoglalás. d x x y y

Fény, mint elektromágneses hullám, geometriai optika

ELEKTROMOSSÁG ÉS MÁGNESESSÉG

1. ábra Tükrös visszaverődés 2. ábra Szórt visszaverődés 3. ábra Gombostű kísérlet

VII. A határozatlan esetek kiküszöbölése

9. HAMILTON-FÉLE MECHANIKA

16. Az AVL-fa. (Adelszon-Velszkij és Landisz, 1962) Definíció: t kiegyensúlyozott (AVL-tulajdonságú) t minden x csúcsára: Pl.:

Stabilitás Irányítástechnika PE MI_BSc 1

Hidrogén színképének vizsgálata rácsos spektrométerrel

Elsőbbségi (prioritásos) sor

GEOMETRIAI OPTIKA - ÓRAI JEGYZET

Közegek és felületek megadása

2. Hatványsorok. A végtelen soroknál tanultuk, hogy az. végtelen sort adja: 1 + x + x x n +...

Minta JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ A MATEMATIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI 2. FELADATSORHOZ

Rudas Tamás: A hibahatár a becsült mennyiség függvényében a mért pártpreferenciák téves értelmezésének egyik forrása

NÉMETH LÁSZLÓ VÁROSI MATEMATIKA VERSENY 2013 HÓDMEZŐVÁSÁRHELY OSZTÁLY ÁPRILIS 8.

Komplex számok. d) Re(z 4 ) = 0, Im(z 4 ) = 1 e) Re(z 5 ) = 0, Im(z 5 ) = 2 f) Re(z 6 ) = 1, Im(z 6 ) = 0

18. Differenciálszámítás

EGYENLETEK ÉS EGYENLETRENDSZEREK MEGOLDÁSA A Z n HALMAZON. egyenletrendszer megoldása a

Általános taggal megadott sorozatok összegzési képletei

GAZDASÁGI MATEMATIKA 1. ANALÍZIS

Algebrai egyenlőtlenségek versenyeken Dr. Kiss Géza, Budapest

OPTIKA. Ma sok mindenre fény derül! /Geometriai optika alapjai/ Dr. Seres István

Feladatok és megoldások a 11. heti gyakorlathoz

A fény útjába kerülő akadályok és rések mérete. Sokkal nagyobb. összemérhető. A fény hullámhoszánál. A fény hullámhoszával

1. Gyökvonás komplex számból

GEOMETRIAI OPTIKA - ÓRAI JEGYZET

Objektum definiálása és szerkesztése

A paramétereket kísérletileg meghatározott yi értékekre támaszkodva becsülik. Ha n darab kisérletet (megfigyelést, mérést) végeznek, n darab

Kétoldali hibás Monte Carlo algoritmus: mindkét válasz esetén hibázhat az algoritmus, de adott alsó korlát a hibázás valószínűségére.






Hiba! Nincs ilyen stílusú szöveg a dokumentumban.-86. ábra: A példa-feladat kódolási változatai














Átírás:

8. Előadás Kompe kidolgozott problémák ) Üveg élheger P: Készítsük egy élheger alakú, törésmutatójú testet. Egyik alapja ézze elék! Sugara legye R 5 mm! A sík elületére bocsájtsuk 45 -os szögbe sugarakat (a élkör lapokkal párhuzamos síkba). Mely részeke ogak kilépi a sugarak az üvegtestből és mely részeke ogak visszaverődi? 45 R TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt

Üveg élheger Sugárorrásukat deiiáljuk úgy, hogy rádiusza 5,5 mmlegye és sugár iduljo ki belőle. Koordiátái legyeek: Y 3 és Z -3 Sugárkövetés érdemes a 7% itezitás alatti yalábokat elrejtei ( Ray Sortig ) TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt

Üveg élheger Amit látjuk a szélső sugarak a heger palástjá teljes visszaverődést szevedtek és a beesési oldalo hagyták el az objektumot. Az Icidet Ray Table adatai alapjá beazoosítható, hogy a sík elületre a Z -4,948 mm potba érkező sugár tvv-t szeved, a Z -3,666 mm potba érkező már kilép. A Z 3,666 mm potba érkező sugár még kilép, a Z 4,948 mm potba érkező már tvv-t szeved. Aalitikus számolásokkal megmutatható, hogy a síklaptól (-z tegely) mérve 75 és 65 -os szögtartomáy közt lép ki a éy, ami z -4,8..4,8 mm tartomáytt t jelet. Még több sugarat idítva még potosabba megközelítjük ezt az eredméyt. TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt 3

) Vastag lecse leképezése é P: Adott egy d cm hosszú és R cm átmérőjű üvegrúd, melyek midkét domború vége egy-egy élgömb. Az üvegrúd törésmutatója,5 Milye messzire tegyük potszerű éyorrást a rúd tegelyétől, ha azt szereték, hogy a túloldalo a) ugyaakkora, b) kétszer akkora távolságba találkozzaak a orrásból kilépő, tegellyel kis szöget bezáró sugarak? TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt 4

Aalitikus mo. Megoldás: A sugár-traszer mátri módszerrel köyedé megoldható a probléma (em kell hozzá leképezéseket é k végrehajtai, em kell ismeri a vastag lecsék összeüggéseit stb ) Legye a orrás a rúd bal oldali végétől balra távolságra! A orrás képe pedig legye a jobb oldali végtől α távolságra, ahol a eladat kérdéseiek megelelőe, illetve. α α Balról jobbra haladva öt traszormáció törtéik, ami öt mátriot jelet )Szabad terjedés a orrástól az első görbült elületig ( ) )Törésazelső görbült elülete 3)Szabad terjedés az törésmutatójú közegbe 4)Törés a második görbült elülete 5)Szabad terjedés a második görbült elülettől aképpotig ( ) TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt 5

A litik Aalitikus mo. A sugár-traszer mátriok redre: T R T R T 3 d ( ) α T T T T T T 3 4 5 d ( ) R T 4 ( ) R R R α T 5 TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt 6

Az eredő sugár-traszer mátri B eleme: Aalitikus mo. B ( αr α R + αd αd + αd ) R + αd ( R Rd + dr αrd + αr ) + + d R + + A orrásból kis szögbe iduló éysugarat reprezetáló vektor: r' TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt 7

Aalitikus mo. A bemeeti és kimeeti vektorok közti kapcsolat: r r' T r' Ez alapjá r Br ' adódik. A probléma eltétele r ami B -t követel A umerikus megoldás 5 ill cm, ha a, ill. 4ill.5 cm, haa

szimuláció ió Ez a probléma a -évi Eötvös versey kitűzött eladata volt. Természetese a hivatalos, megoldó kulcs szeriti megoldás elemi ismeretekre épül, de mit láttuk a sugártraszer-mátri ormalizmussal gyorsa adódak a megoldások. Szemléltessük TraceProba a problémát! Az objektum megszerkesztése utá deiiáljuk egy síkba lévő, -os szögtartomáyba széttartó sugársereget szolgáltató sugárorrást! ( Beam Setup Beam Oi Orietatio ti / Diverge rom poit (Fas)-él állítsuk be a Virtual Focal poit-hoz megelelő értéket, ami összhagba a sugárorrás méretével a számukra kíváatos sugársereget eredméyezi) TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt 9

szimuláció a) A sugárorrás távolsága 5 cm Ebbe az esetbe a sugarak a heger mögött ~5cm-rel ogják metszei a tegelyt 5 cm metszéspot 5 cm Illetve ha a orrás távolsága cm a heger mögött ~cm-rel ogják metszei a tegelyt cm Párhuzamos sugarak cm TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt

szimuláció b) A sugárorrás távolsága,5 cm Ebbe az esetbe a sugarak a heger mögött ~,5 cm-rel ogják metszei a tegelyt.5 cm.5 cm Illetve ha a sugárorrás távolsága 4 cm Ebbe az esetbe a sugarak a heger mögött ~8 cm-rel ogják metszei a tegelyt 4 cm 8 cm TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt

3) Kvázi-ekvivales leképező redszerek A paraiális optika határai belül bizoyos optikai i leképező ő redszerek helyettesíthetők másikkal, ameyibe adott bemeő yaláb eseté ugya azt a kimeő yalábot eredméyezik. A következőbe aak elemzését tesszük meg, hogy egy lecséből, és egy síktükörből álló redszer helyettesíthető-e (ha ige hogya) egyetle homorú tükörrel. Az aalízis sorá kapott összeüggéseket elhaszálva egy kokrét elredezés eseté sugárkövetéses demostrációt teszük meg. Hasoló helyettesítéses alapelvvel élük később a rezoátorok sugároptikai tárgyalása sorá is, amikor egy a gömbtükörrel ekvivales lecsékből elépülő periodikus struktúrával helyettesítjük a tükröket. Eek részletes aalízise későbbi ejezetbe törtéik. TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt

A helyettesítés P: Vizsgáljuk meg, hogy helyettesíthető-e egy vékoy gyűjtőlecséből és egy vele párhuzamos síktükörből álló optikai redszer egyetle homorú tükörrel! Legye a gyűjtőlecse ókusztávolsága, és tőle l távolságba legye a síktükör. Ha megtehető a helyettesítés, akkor határozzuk meg a tükör ókusztávolságát, illetve, hogy mekkora távolságra kell elhelyezi a tükröt a lecse eredeti helyétől! l l TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt 3

ldá át i tik ít é é l megoldás mátrioptika segítségével Megoldás: A lecsés elredezéshez tartozó optikai mátri: l l l T B A l l. D C l l TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt 4

megoldás mátrioptika segítségével megoldás mátrioptika segítségével Az ekvivales, szérikus tükröt tartalmazó redszer optikai mátria:, p B A D C B A T A lecse-síktükör, illetve a gömbtükrös redszer ekvivales, ha T T Az eltételből következik: A A ) D D ( l TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt 5

megoldás mátrioptika segítségével A B B eltételből elhaszálva a korábbi eredméyt következik: ( l) valamit l l adódik a tükör ókusztávolságára, illetve a lecse eredeti helyétől mért távolságára. TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt 6

megoldás mátrioptika segítségével Diszkusszió: A kapott összeüggések evezői kizárjákaz l esetet, izikailag ekkor agömbtükör átmegy síktükörbe, hisze az - l határátmeetbe át tb a gömbtükör ókusztávolsága ± -hez tart. Ha > l,akkor >-t, azaz homorú tükröt kapuk, melyek -szel megadott helyére is pozitív szám adódik, azaz az előzetese eltételezett iráyba kell elhelyezük. Speciálisa, ha l, akkor / és adódik. megoldás meetéek részletezése megtalálható: Kömal / Eötvös-verseyversey 7-évi versey harmadik eladatához tartozó mátrioptikai megoldás. TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt 7

Szimuláció ió Szimuláció ió a TraceProba P: agyűjtőlecse ókusztávolságát vegyük 3 cm-ek. Az első és második elület görbületi sugara legye 3 cm. Vastagságát vegyük cm-ek és helyezzük el úgy, hogy a lecse közepe legye az origóba. (Positio Z -,5) Törésmutatójáak adjuk meg potosa,5 t. Ezek utá a lecse második elületéek geometriai középpotjától cm-re helyezzük el egy sík testet, melyek lecse előli lapjáak ayagmiőségét állítsuk tükör típusra. Sugárorrás beállításai az egyszerűség kedvéért a következők: Forrás sugara 5 cm, kereszt mitájú, Y tegelyről, X tegelyről sugár idul. Toljuk el Z meté a egatív tartomáyba, hogy e a lecséből iduljaak a sugarak (pl.: -4 re) TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt 8

Szimuláció A probléma végeredméyéek megelelőe illesszük be egy szérikus tükröt. Vastagsága legye, cm, és a hossza cm. X tegelye toljuk el cm-re, majd a megoldás szerit toljuk el Z tegely meté 6 cmre. A gömbtükör ókuszpotja 45 cmaszámolások alapjá és ebből a R R képlet alapjá, a beillesztedő tükör sugara 9 cm. Utolsó lépésbe adjuk meg a elületi tulajdoságot tükörek és orgassuk el a tükröt 8 -al Y tegely körül, így homorú tükröt kapuk. (a orrásra ézve) TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt 9

Szimuláció Sugárorráskét az eredeti redszerél haszált orrással megegyezőt haszáljuk, természetese X tegely meté megelelő helyre eltolva. A sugárkövetést elvégezve a következőt láthatjuk: A helyettesítő redszerhez tartozó sugarak kék szíel vaak ellátva. TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt

Szimuláció Ahogy látjuk is, a redszert elhagyó sugarak együtt haladak tovább, vagyis igaz, hogy alkalmas és választással kvázi ekvivales a két optikai redszer. TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt

Mit ismertük meg? - Néháy összetettebb probléma kidolgozását láthattuk. Meggyőződhettük a mátrioptika módszeréek hatékoyságáról. A TracePro szimulációk pedig az eredméyek elleőrzéséhez haszosa hozzájárultak. Következik: - Ugrásszerűe változó törésmutatójú közegek, optikai szálak TÁMOP-4...C-//KONV--5 projekt