Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

Hasonló dokumentumok
Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Geometriai és hullámoptika. Utolsó módosítás: május 10..

Optika gyakorlat 7. Fresnel együtthatók, Interferencia: vékonyréteg, Fabry-Perot rezonátor

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

Elektromágneses hullámok - Hullámoptika

Optika fejezet felosztása

Elektromágneses hullámok - Interferencia

Optika és Relativitáselmélet

TÁVKÖZLÉSI ISMERETEK FÉNYVEZETŐS GYAKORLAT. Szakirodalomból szerkesztette: Varga József

Elektromágneses hullámok

ELTE II. Fizikus 2005/2006 I. félév KISÉRLETI FIZIKA Optika 8. (X. 5)

Elektromágneses hullámegyenlet

Az optika tudományterületei

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 1. (b) Rugalmas hullámok. Utolsó módosítás: szeptember 28. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Hajder Levente 2017/2018. II. félév

Tartalom. Tartalom. Anyagok Fényforrás modellek. Hajder Levente Fényvisszaverési modellek. Színmodellek. 2017/2018. II.

Beugró kérdések. Elektrodinamika 2. vizsgához. Számítsa ki a gradienst, divergenciát és a skalár Laplace operátort henger koordinátákban!

A fény mint elektromágneses hullám és mint fényrészecske

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

XVIII. A FÉNY INTERFERENCIÁJA

Történeti áttekintés

Kristályok optikai tulajdonságai. Debrecen, december 06.

Az elektromágneses indukció jelensége

Hullámmozgás. Mechanikai hullámok A hang és jellemzői A fény hullámtermészete

Ψ - 1/v 2 2 Ψ/ t 2 = 0

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

Az elektromágneses hullámok

Optika és Relativitáselmélet

Csillapított rezgés. a fékező erő miatt a mozgás energiája (mechanikai energia) disszipálódik. kváziperiódikus mozgás

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

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

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

Optika Gröller BMF Kandó MTI

Röntgendiffrakció. Orbán József PTE, ÁOK, Biofizikai Intézet november

Előszó.. Bevezetés. 1. A fizikai megismerés alapjai Tér is idő. Hosszúság- és időmérés.

Legyen a rések távolsága d, az üveglemez vastagsága w! Az üveglemez behelyezése

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

Biofizika. Sugárzások. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? Biológiai jelenségek fizikai leírása/értelmezése

Elektromágneses hullámok

11. Egy Y alakú gumikötél egyik ága 20 cm, másik ága 50 cm. A két ág végeit azonos, f = 4 Hz

A hullámoptika alapjai

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről

Elektromágneses hullámok

a terjedés és a zavar irányának viszonya szerint:

7. OPTIKA II. A fény mint elektromágneses hullám

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Elektromágneses sugárzás

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

TARTALOMJEGYZÉK EL SZÓ... 13

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

A hullámok terjedése során a közegrészecskék egyensúlyi helyzetük körül rezegnek, azaz átlagos elmozdulásuk zérus.

Modern Fizika Labor. 17. Folyadékkristályok

OPT TIKA. Hullámoptika. Dr. Seres István

Optika az orvoslásban

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

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

OPTIKA. Hullámoptika Diszperzió, interferencia. Dr. Seres István

Abszorpciós spektroszkópia

ELEKTROMÁGNESES REZGÉSEK. a 11. B-nek

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. Rugalmas hullámok. Utolsó módosítás: szeptember 28. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék


A teljes elektromágneses színkép áttekintése

Mérés spektroszkópiai ellipszométerrel

Ahol a hullámok karamboloznak

2. Miért hunyorognak a csillagok? Melyik az egyetlen helyes válasz? a. A Föld légkörének változó törésmutatója miatt Hideg-meleg levegő

Cserti József ELTE TTK. Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

MÉRÉS SPEKTROSZKÓPIAI ELLIPSZOMÉTERREL

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

Tantárgycím: Kísérleti Fizika II. (Elektrodinamika és Optika)

GEOMETRIAI OPTIKA I.

A látás és látásjavítás fizikai alapjai. Optikai eszközök az orvoslásban.

Bevezetés Első eredmények Huygens és Newton A fény hullámelmélete Folytatás. Az optika története. SZE, Fizika és Kémia Tsz. v 1.0

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

6Előadás 6. Fénytörés közeghatáron

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (a) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: november 15. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Fizika 1 Elektrodinamika beugró/kis kérdések

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

-2σ. 1. A végtelen kiterjedésű +σ és 2σ felületi töltéssűrűségű síklapok terében az ábrának megfelelően egy dipól helyezkedik el.

A TételWiki wikiből. Származtatás a Maxwell-egyenletekből

A levegő törésmutatójának mérése Michelsoninterferométerrel

A fény visszaverődése

Abszorpciós fotometria

7. OPTIKA II. Fizikai optika, hullámoptika

Visszaverődés. Optikai alapfogalmak. Az elektromágneses spektrum. Az anyag és a fény kölcsönhatása. n = c vákuum /c közeg

Fényvezető szálak és optikai kábelek

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

Fizika 2 - Gyakorló feladatok

OPTIKA-FÉNYTAN. A fény elektromágneses hullám, amely homogén közegben egyenes vonalban terjed, terjedési sebessége a közeg anyagi minőségére jellemző.

OPTIKA-FÉNYTAN. A fény elektromágneses hullám, amely homogén közegben egyenes vonalban terjed, terjedési sebessége a közeg anyagi minőségére jellemző.

A hőmérsékleti sugárzás

Hullámok tesztek. 3. Melyik állítás nem igaz a mechanikai hullámok körében?

MŰSZAKI FIZIKA II. Földtudományi mérnöki MSc mesterszak. 2017/18 II. félév TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

MSC ELMÉLETI FIZIKA SZIGORLAT TÉTELEK. A-01. Tétel A KLASSZIKUS FIZIKA ÉS A NEMRELATIVISZTIKUS KVANTUMMECHANIKA ALAPEGYENLETEI.

7. OPTIKA II. Fizikai optika

Optika kérdéssor 2013/14 tanév

Optika Gröller BMF Kandó MTI

Látás. Látás. A környezet érzékelése a látható fény segítségével. A szem a fényérzékelés speciális, páros szerve (érzékszerv).

2. (d) Hővezetési problémák II. főtétel - termoelektromosság

- abszolút törésmutató - relatív törésmutató (más közegre vonatkoztatott törésmutató)

Villamosságtan szigorlati tételek

Átírás:

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak 2. Fényhullámok tulajdonságai Cserti József, jegyzet, ELTE, 2007.

Az elektromágneses spektrum Látható spektrum (erre állt be a szemünk) UV: ultraibolya IR: infravörös X rays: Röntgen sugár (rtg)

Síkhullám vákuumban: hullámszám: tapasztalat, Maxwell-egyenlet:

Koordináta-független leírás: Tranzverzális hullám: jobbsodrású rendszer: hullám terjedési iránya: hullámszám: A síkhullám k irányban periodikus: A periódushossz:

Poynting-vektor Időátlag: (a fény frekvenciája >> 1/mérési idő) energia-sűrűség Intenzitás:

Szuperpozició elve A Maxwell-egyenlet megoldásai: Az összeg is megoldás: A Maxwell-egyenletek lineárisak Intenzitás: fázisfüggő interferencia tag Megjegyzés: a hidrodinamika egyenletei nemlineárisak két csőből kijövő vízsugár

Komplex írás Euler-összefüggés: Síkhullám vákuumban: komplex amplitúdó Interferencia valósban: interferencia csíkok gyorsan oszcillál, időátlagban zérus

Interferencia komplexben: Időátlagolt Poynting-vektor, az intenzitás komplexben: A fázis kiesik!

Skalár-hullám közelítés E és H iránya (polarizáció) sokszor nem kontrollálható, de gyakran nem is fontos, az interferencia jól leírható, ha Hullámegyenlet????? síkhullám: Milyen lineáris differenciálegyenlet elégít ki: úgy, hogy : diszperziós reláció

Hullámegyenlet:

Maxwell-egyenletek néha tenzor, kristályoptika Forrásmentes tér: azonosság:

Hullámok vákuumban: Hullámok anyagban: Törésmutató:

A hullámegyenlet megoldásai 1) Állóhullám: csomópontok 2) Hullám módusai: monokromatikus (rögzített frekvencia) megoldások adott peremfeltételekkel hullámegyenlet ahol Stacionárius (időben állandósult) hullámmegoldása a Helmholtz-egyenletnek Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz (1821-1894)

3) Gömbhullámok: Polárkoordináták: Laplace-operátor: Helmholtz-egyenlet Jó közelítésben pontszerű fényforrás kelt gömbhullámokat.

4) Evanescens hullámok: elenyészik, lecseng Gyakorlati példák: fémekről visszaverődő hullám gyenge behatolása a fémbe ---- vékony fémfólia Napfogyatkozáshoz javasolt szemüveg teljes visszaverődéskor a hullám belóg a ritkább közegbe átszivárgás két teljesen visszaverő prizma között, frusztrált totálreflexió

Snellius-Descartes-törvény, mint fázisillesztés A fénytörést az elektromágneses tér határfeltételei határozzák meg és a felület minden pontjában teljesülnie kell. A felület mentén a hullámhossznak (hullámszámnak) meg kell egyezni. Monokromatikus fényt vizsgálunk. k felületmenti komponense azonos

Fresnel-formulák: megtört és visszavert hullám amplitúdója, reflexiós és transzmissziós amplitúdók Határfeltétel: E és H terek felületmenti (tangenciális) komponense folytonos a határon Polarizáció: a beesés síkjához viszonyítjuk jelölés: E : a papír síkjában a papír síkjára dielektrikum: r: reflektált, visszavert (reflected) t: transzmittált, átmenő (transmitted) amplitúdók

TE módus, tranzverzális elektromos, a beesési síkra tangenciális (felület menti) Fresnel-formulák: Természetesen igaz a Snellius-Descartes-törvény is:

TM módus, tranzverzális mágneses, a beesési síkra Fresnel-formulák: Természetesen igaz a Snellius-Descartes-törvény is:

Brewster-szög TM módusra Brewster-szögnél Ilyenkor nincs visszavert TM módus! S & D A megtört és a visszavert (valójában r = 0) fénysugarak egymásra merőlegesek Szemléletes magyarázat: ilyenkor a közegben dipólusok a reflexió irányában rezegnek, és így arrafelé nem sugároznak.

Fresnel-formulák: reflexiós és transzmissziós amplitúdók, numerikus példa Brewster-szög Ha Ha a fény a ritkább közegből érkezik, akkor fázisugrás lép fel az E tér merőleges komponensében reflexió során.

Fresnel-formulák: energia-megmaradás Az energia megmarad: reflexiós és transzmissziós intenzitások:

Fresnel-formulák: reflexiós és transzmissziós intenzitások, numerikus példa Az energia megmarad: minden beesési szögre és mindkét módusra (TE, TM)

Diszperzió és csoportsebesség Diszperzió: a törésmutató függ a frekvenciától (a fény színétől) Diszperziós reláció: kristályban: Síkhullámok szuperpozíciója (pl. x irányban terjedő impulzus): Fourier-integrál Feltevés: C(k) sima, körül lassan változó függvény, a hullámszám-intervallumba eső síkhullámok szuperpozíciója

modulált síkhullám Az impulzus csúcsa ott van, ahol Csoportsebesség: Csoportsebesség vektorosan: Vákuumban a csoportsebesség = a fázissebességgel, azaz a fénysebességgel!