Ahol a hullámok karamboloznak

Hasonló dokumentumok
Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

Az optika a kvantummechanika előszobája

Optika és Relativitáselmélet

Cserti József ELTE TTK. Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

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

Az optika tudományterületei

A grafén fizikája. Cserti József. ELTE, TTK Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

Történeti áttekintés

Geometriai és hullámoptika. Utolsó módosítás: május 10..

TÉMA ÉRTÉKELÉS TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KMR (minden téma külön lapra) június május 31

ELEKTROMÁGNESES REZGÉSEK. a 11. B-nek

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

Röntgendiffrakció. Orbán József PTE, ÁOK, Biofizikai Intézet november

Optika fejezet felosztása

Elektromágneses hullámok - Interferencia

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

Fény, mint elektromágneses hullám, geometriai optika

Egy kvantumradír-kísérlet

OPTIKA. Hullámoptika Diszperzió, interferencia. Dr. Seres István

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

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

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

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

A fény mint elektromágneses hullám és mint fényrészecske

Hullámmozgás. Mechanikai hullámok A hang és jellemzői A fény hullámtermészete

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

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

A teljes elektromágneses spektrum

Az elektron hullámtermészete. Készítette Kiss László

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

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

XVIII. A FÉNY INTERFERENCIÁJA

Az elektromágneses hullámok

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

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.

OPTIKA. Vékony lencsék, gömbtükrök. Dr. Seres István

Elektromágneses hullámok - Hullámoptika

Az éter (Aetherorether) A Michelson-Morley-kísérlet

GEOMETRIAI OPTIKA I.

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

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

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

Fizikai elméletek a szivárványról

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

A fény visszaverődése

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

A teljes elektromágneses színkép áttekintése

Optika Gröller BMF Kandó MTI

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

Röntgen sugárzás. Wilhelm Röntgen. Röntgen feleségének keze

MateFIZIKA: Szélsőértékelvek a fizikában

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

Mechanikai hullámok. Hullámhegyek és hullámvölgyek alakulnak ki.

SZE, Fizika és Kémia Tsz. v 1.0

A gradiens törésmutatójú közeg I.

Hajder Levente 2017/2018. II. félév

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

Optikai alapmérések. Mivel több mérésről van szó, egyesével írom le és értékelem ki őket. 1. Törésmutató meghatározása a törési törvény alapján

Biofizika. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? A biológiában és orvostudományban alkalmazott fizikai módszerek tárgyalása

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

Osztályozó vizsga anyagok. Fizika

Biofizika. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? A biológiában és orvostudományban alkalmazott fizikai módszerek tárgyalása

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

Optika az orvoslásban

Optika gyakorlat 5. Gyakorló feladatok

A hullámoptika alapjai

Mi a fata morgana? C10:: légköri tükröződési jelenség leképezési hiba arab terrorszervezet a sarki fény népies elnevezése

TÁVKÖZLÉSI ISMERETEK FÉNYVEZETŐS GYAKORLAT. Szakirodalomból szerkesztette: Varga József

OPT TIKA. Hullámoptika. Dr. Seres István

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

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

Geometriai Optika (sugároptika)

Elektromágneses hullámegyenlet

Hullámoptika II.Két fénysugár interferenciája

Rezgések és hullámok

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

Fizika vizsgakövetelmény

d) A gömbtükör csak domború tükröző felület lehet.

Az elektromágneses sugárzás kölcsönhatása az anyaggal

Ψ - 1/v 2 2 Ψ/ t 2 = 0

A gravitációs hullámok miért mutathatók ki lézer-interferométerrel?

Bevezetés a grafén fizikájába

A világtörvény keresése

OPTIKA. Hullámoptika Diszperzió, interferencia. Dr. Seres István

Atomfizika. A hidrogén lámpa színképei. Elektronok H atom. Fényképlemez. emisszió H 2. gáz

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

5.1. ábra. Ábra a 36A-2 feladathoz

Atommodellek de Broglie hullámhossz Davisson-Germer-kísérlet

f A hullámforrás frekvenciája c a közegbeli terjedési sebesség

Fényvezető szálak és optikai kábelek

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

A évi fizikai Nobel díj a grafénért

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

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

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

József Cserti. ELTE, TTK Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék. A évi fizikai Nobel-díj. a topológikus fázisokért...

A hullám frekvenciája egyenlő a hullámforrás frekvenciájával, azzal a kikötéssel, hogy a hullámforrás és megfigyelő nyugalomban van.

Átírás:

Cserti József ELTE, TTK Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék Ahol a hullámok karamboloznak Atomcsill, 2011. október 27., ELTE, TTK, Fizikai Intézet, Budapest

Hullámok mindenhol Mechanikai hullámok (Lásd Jenei Péter kísérleteit az Atomcsillen) Húrok rezgései

Vízhullámok

Hanghullámok

Elektromágneses hullámok A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

Szeizmikus hullámok földrengések http://www.vilaglex.hu/ ELTE TTK, Geofizikai és Űrtudományi Tanszék Eötvös Loránd Geofizikai Intézet

Kvantummechanikai hullámok de Broglie-hullám: Atomcsill: Cserti József: A nanofizika új eredményei, 2006. április 27. Dávid Gyula: Kvantumkémek az alagútban, 2009. október 22 Max Planck (1858-1947)

Kvantum karám Cu lapon elhelyezett 48 Fe atom egy R=71,8 A sugarú kör mentén elektron-állóhullámok mérése M.F. Crommie, C.P. Lutz, D.M. Eigler. Confinement of electrons to quantum corrals on a metal surface. Science 262, 218-220 (1993). Atomcsill: Cserti József: A nanofizika új eredményei, 2006. április 27.

Gravitációs hullámok LIGO (Laser Interferometere Gravitational-wave Observatory) A LIGO gravitációshullám-detektor egyik alagútja az USA-ban ([origo] tudomány) Atomcsill: Frei Zsolt: A gravitációs hullámok kutatása földi és űreszközökkel 2007. november 8.

Ahol a hullámok karaboloznak-i. Interferencia Két pontszerű hullámforrásból jövő hullám interferenciája

Hullámok interferenciája Young-féle kétréses interferencia kísérlet (Thomas Young, 1773-1829) Young ötlete: a két rés elé egy másik rést helyezve biztosítható a pontszerű (vonalszerű), fényforrás, amelytől a két rés jól definiált távolságra van. A maximumok feltétele:

Radar-interferometria New Orleans space shuttle radar interferometriával Etna

Geometriai optika Hullámfrontok Ezekre merőlegesek a fénysugarak

Fénysugarak terjedésének alapja a geometriai optikában I. A fénysugarak visszaverődése, tükrözés II. A fénysugarak törése Tükör beesés síkja

saroktükör (macskaszem) visszaveri a radarhullámokat A Holdra is tettek már saroktükröt!

Tükrös teleszkópok Newton-távcső Egy modern verzió: Hubble-űrteleszkóp (légköri mozgások, légkör áteresztőképessége nem zavarja) parabola tükör

Saját fénykép (Lake District, UK)

Fénysugarak terjedésének alapja a geometriai optikában II. A fénysugarak törése Descartes-Snell(ius)-törvény: levegő

Ahol a hullámok karaboloznak-ii. Kausztika Kausztika Gyújtóvonal görög καυστός (ejtsd: kausztosz), azaz égett szóból származik Matematikai meghatározás: görbesereg: Kausztika = görbesereg burkolója

Nem minden görbeseregnek van burkolója

Példák kausztikákra Pohár belső faláról visszaverődő fénysugarak:

Egy fénysugár útja Több fénysugár útja tükör

Még több fénysugár útja Nefroid vesegörbe kausztika

Virtuális kausztika levegő n visszafelé meghosszabbított fénysugarak

Görbe alakú törőközeg: lencse, szemüveg, fényforrás n levegő Nincs egyértelmű fókuszpont: Abberáció

Balaton vízéről visszatükröződő fénysugarak: beeső fénysugár csillogások Vízfelszín: beeső fénysugár

Szivárvány Atomcsill: Cserti József: A szivárvány fizikája 2006. október 26. kausztika

Nem optikai kausztikák Locsoló: A parabola pályák burkolója is parabola

Fal mentén lecsúszó merev rúd: asztroid

Kör alakú biliárdban pattogó golyó: N=3 N=4 N=7

Ellipszis alakú biliárdban pattogó golyó: A fókusz pontokon kívülről indul a golyó A fókusz pontokon belüről indul a golyó kausztika: ellipszis kausztika: hiperbola Kaufmann Zoltán

Elektron mozgása mágneses térben:

Hangrobbanás v: a repülő sebessége c: a hang sebessége

Maxwell-egyenletek On Physical Lines of Force 1861 és 1862 között jelent meg James Clerk Maxwell skót matematikus és fizikus (1831 1879) Engraving of James Clerk Maxwell by G. J. Stodart from a photograph by Fergus of Greenack Az elektromágneses mező egységes leírása mező field

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

A kausztika finomszerkezete Michael Berry University of Bristol A hullámegyenlet megoldása a kausztikák körül A kausztika a geometriai optika alapján Michael Berry, Irene Marzoli and Wolfgang Schleich: Quantum carpets, carpets of light Physics World, June, page 1 (2001).

Fény szőnyeg (carpet of light) A kausztika a geometriai optika alapján A hullámegyenlet megoldása a kausztikák körül Michael Berry, Irene Marzoli and Wolfgang Schleich: Quantum carpets, carpets of light Physics World June, page 1 (2001).

Cunami Atomcsill: Jánosi Imre: Globális klímaváltozás és a természeti katasztrófák 2005. december 1.

Negatív törésmutató Negatív törésmutatójú közeg negatív szögben töri meg fénysugarat. A széttartó sugarak egy pontban fókuszálódnak. pl. fotonikus kristályok, lepkeszárny Veselago, Sov. Phys.-Usp., 10, 509 (1968) Pendry, Phys. Rev. Lett., 85, 3966 (2000)

A grafén: a szén atomok egyetlen atomi rétege Photo: Alexander Alus, licensed by Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Atomcsill: Cserti József: A grafén fizikája, 2009. január 29. Cserti József: A grafén, a nanofizika egyik reménysége, Természet Világa, 2009. január

Kör alakú grafén lencse negatív törésmutatójú lencse szórt hullám bejövő síkhullám J. Cs., András Pályi and Csaba Péterfalvi, Caustics due to Negative Refractive Index in Circular Graphene p-n Junctions, Phys. Rev. Lett. 99, 246801 (2007)

Geometriai optika (λ -> 0 határeset)

Kausztikák

Bejövő síkhullám szóródása kvantummechanikai számolás n = -0.7 Csökkentve a hullámhosszt:

Kausztika és az egzakt hullámfüggvény összehasonlítása a kausztikák kialakulása λ > 0 határesetben n=-1 n=-1.5

Még több kausztika n=-1.

Köszönet: Dávid Gyula: ELTE, Atomfizika Tanszék Kaufmann Zoltán: ELTE, Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék Pályi András: ELTE, Anyagfizikai Tanszék, volt PhD hallgatóm Vigh Máté: ELTE, PhD hallgató Péterfalvi Csaba: ELTE & Lancaster, PhD hallgató Colin Lambert: Lancaster University, Lancaster Carlo Beenakker: Leiden University, Leiden Edward McCann: Lancaster University, Lancaster Vladimir Fal ko: Lancaster University, Lancaster