Optika Gröller BMF Kandó MTI. Optikai alapfogalmak. Fény: transzverzális elektromágneses hullám. n = c vákuum /c közeg. Optika Gröller BMF Kandó MTI



Hasonló dokumentumok
Optikai alapfogalmak. Az elektromágneses spektrum. n = c vákuum /c közeg. Fény: transzverzális elektromágneses hullám. (n 1 n 2 ) 2 R= (n 1 + n 2 ) 2

Az anyagok mágneses tulajdonságai

Optika Gröller BMF Kandó MTI

Optika Gröller BMF Kandó MTI

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

Optikai alapfogalmak. Az elektromágneses spektrum. n = c vákuum /c közeg. Fény: transzverzális elektromágneses hullám. (n 1 n 2 ) 2 R= (n 1 + n 2 ) 2

Elektronspinrezonancia (ESR) - spektroszkópia

X. Fénypolarizáció. X.1. A polarizáció jelenségének magyarázata

2. OPTIKA 2.1. Elmélet Geometriai optika

Az optikai jelátvitel alapjai. A fény két természete, terjedése

Villamos tulajdonságok

A fény. Abszorpciós fotometria Fluoreszcencia spektroszkópia. A fény. A spektrumok megjelenési formái. A fény kettıs természete: Huber Tamás

ESR színképek értékelése és molekulaszerkezeti értelmezése

Rutherford-féle atommodell

Optoelektronikai Kommunikáció. Optikai alapismeretek

Árnyék. Félárnyék. 3. A fény keletkezése

Mágneses tér anyag kölcsönhatás leírása

a fizikai (hullám) optika

Gömbtükrök, leképezési hibák, OPTIKA. Dr. Seres István

KOVÁCS ENDRe, PARIpÁS BÉLA, FIZIkA II.

Képalkotás a pásztázó elektronmikroszkóppal

Fénytechnika. A fény. Dr. Wenzel Klára. egyetemi magántanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. Budapest, 2013.

Az időtől független Schrödinger-egyenlet (energia sajátértékegyenlet), A Laplace operátor derékszögű koordinátarendszerben

Készítette: Bujnóczki Tibor Lezárva:

SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI

4. elıadás A KRISTÁLYFIZIKA ALAPJAI

Mágneses alapjelenségek

Fizika belépő kérdések /Földtudományi alapszak I. Évfolyam II. félév/

Mágneses alapjelenségek

lásd: enantiotóp, diasztereotóp

Anyagtudomány MÁGNESES ANYAGOK GERZSON MIKLÓS

Mágneses tér anyag kölcsönhatás leírása

Mössbauer Spektroszkópia

F1404 ATOMMAG- és RÉSZECSKEFIZIKA

I. Atomszerkezeti ismeretek (9. Mozaik Tankönyv: oldal) 1. Részletezze az atom felépítését!

Fizikai kémia és radiokémia labor II, Laboratóriumi gyakorlat: Spektroszkópia mérés

Mit mond ki a Huygens elv, és miben több ehhez képest a Huygens Fresnel-elv?

MŰSZAKI ISMERETEK. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Hibrid Integrált k, HIC

Abszorpciós fotometria

Könnyűfém és szuperötvözetek

MAGYAR RÉZPIACI KÖZPONT Budapest, Pf. 62 Telefon , Fax

Szilárdtestek mágnessége. Mágnesesen rendezett szilárdtestek

A TételWiki wikiből. Tekintsük a következő Hamilton-operátorral jellemezhető rendszert:

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZÕ OKIRAT (1)

töltéssel rendelkező vagy semleges részecskék kinetikus energiája és (vagy) impulzusa a kondenzált közegek atomjaival ütközve megváltozhat.

1. Prefix jelentések. 2. Mi alapján definiáljuk az 1 másodpercet? 3. Mi alapján definiáljuk az 1 métert? 4. Mi a tömegegység definíciója?

Az elektromágneses spektrum

Javító és felrakó hegesztés

Száloptika, endoszkópok

7. elıadás KRISTÁLYFIZIKAI ALAPOK

2. Melyik az, az elem, amelynek harmadik leggyakoribb izotópjában kétszer annyi neutron van, mint proton?

BŐVÍTETT TEMATIKA a Kondenzált anyagok fizikája c. tárgyhoz

Mikrohullámok vizsgálata. x o

Anyagszerkezettan és anyagvizsgálat (BMEGEMTAGK1)

Hősugárzás Hővédő fóliák

Elektromágneses hullámok, a fény

1. Atomspektroszkópia

Model AX Használati útmutató A B C. FIGYELEM: Ez a használati útmutató három különféle modellt ismertet, a modellek jelölései A, B és C.

Modern Fizika Labor. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: A Zeeman-effektus. A beadás dátuma: A mérést végezte:

BIOFIZIKA. Metodika- 4. Liliom Károly. MTA TTK Enzimológiai Intézet

Elektromágneses hullámok - Hullámoptika

Téma: A szerkezeti acélanyagok fajtái, jelölésük. Mechanikai tulajdonságok. Acélszerkezeti termékek. Keresztmetszeti jellemzők számítása

B2. A FÉNY FOGALMA, FÉNYJELENSÉGEK ISMERTETÉSE,

Az elemeket 3 csoportba osztjuk: Félfémek vagy átmeneti fémek nemfémek. fémek

SPEKTROFOTOMETRIAI MÉRÉSEK

DIPLOMAMUNKA. Óriás mágneses ellenállás Ni-Cu/Cu multirétegekben. Becsei Tamás V. fizikushallgató (ELTE TTK)

Fény kölcsönhatása az anyaggal:

Gerhátné Udvary Eszter

NEUTRON-DETEKTOROK VIZSGÁLATA. Mérési útmutató BME NTI 1997

Kondenzátorok. Fizikai alapok

FORGÁCSOLÓ SZERSZÁMOK, SZERSZÁM- ÉS SEGÉDANYAGOK

Kötő- és rögzítőtechnológiák

OSZTÁLYOZÓ VIZSGA TÉMAKÖREI

FIZIKA Tananyag a tehetséges gyerekek oktatásához

Geometriai optika. A fénytan (optika) a fényjelenségekkel és a fény terjedési törvényeivel foglalkozik.

2. tétel. 1. Nemfémes szerkezeti anyagok: szerves ( polimer ) szervetlen ( kerámiák ) természetes, mesterséges ( műanyag )

Fémes szerkezeti anyagok

Modern műszeres analitika számolási gyakorlat Galbács Gábor

Kémiai fizikai alapok I. Vízminőség, vízvédelem tavasz

Részecskék hullámtermészete

Környezetvédelmi mérések fotoakusztikus FTIR műszerrel

1. táblázat. Szórt bevonatokhoz használható fémek és kerámiaanyagok jellemzői

Magnetorezisztív jelenségek vizsgálata mágneses nanoszerkezetekben

VILLAMOS ÉS MÁGNESES TÉR

INTERFERENCIA - ÓRAI JEGYZET

1. Ha két közeg határfelületén nem folyik vezetési áram, a mágneses térerősség vektorának a(z). komponense folytonos.

9. Radioaktív sugárzás mérése Geiger-Müller-csővel. Preparátum helyének meghatározása. Aktivitás mérés.


Atomfizikai összefoglaló: radioaktív bomlás. Varga József. Debreceni Egyetem OEC Nukleáris Medicina Intézet Kötési energia (MeV) Tömegszám

Hibrid mágneses szerkezetek

RÖNTGEN-FLUORESZCENCIA ANALÍZIS

A HÚZÓSOK NYOMTASSÁK KI ÉS HOZZÁK MAGUKKAL A RÁJUK VONATKOZÓ TÉTELEKET. A KIHÚZOTT TÉTELT (CSAK AZT) MAGUKNÁL TARTHATJÁK A FELKÉSZÜLÉS ALATT.

Biofizika tesztkérdések

NE FELEJTSÉTEK EL BEÍRNI AZ EREDMÉNYEKET A KIJELÖLT HELYEKRE! A feladatok megoldásához szükséges kerekített értékek a következők:

mágnes mágnesesség irányt Föld északi déli pólus mágneses megosztás influencia mágneses töltés

Mérnöki anyagismeret. Szerkezeti anyagok

Atomfizika I. Az anyagszerkezetről alkotott kép változása Ókori görög filozófusok régi kérdése: Miből vannak a testek? Meddig osztható az anyag?

Röntgendiffrakció, tömegspektrometria, infravörös spektrometria.

Energetikai minőségtanúsítvány összesítő

Átírás:

Optikai alapfogalmak Fény: transzverzális elektromágneses hullám n = c vákuum /c közeg 1

Az elektromágneses spektrum 2

Az anyag és s a fény f kölcsk lcsönhatása Visszaverődés, reflexió Törés, kettőstörés, polarizáció Elnyelés, abszorpció, szórás Fénykibocsátás, fotoeffektus Fotokémiai reakciók Elektrooptikai, magnetooptikai hatás Visszaverődés Fresnel törvény merőleges beesésnél: (minden közeg határfelületén, iránytól független) Szögfüggés: (n 1 n 2 ) 2 R= (n 1 + n 2 ) 2 Brewster szög: polarizációs sík szerinti szétválás: a párhuzamos megtörik (R párh =0), a merőleges visszaverődik 3

Reflexió módosítása sa dielektrikum-rétegekkel tegekkel Antireflexiós (AR) bevonat: Átlagos üvegfelületről (n = 1,5), R 4% Rétegvastagság: n 1 d = λ/4 Két visszavert sugár gyengítő interferencia Teljes kioltás, ha: Függ: hullámhossz beesési szög Egyrétegű bevonat: R 1% Többrétegű bevonatok Szélesebb λ-tartomány Szabályozható áteresztés, visszaverés, pl: interferenciaszűrő Dielektrikum tükrt krök: k: visszaverés irányában erősítő interferencia Felváltva nagy és kis törésmutatójú rétegrendszer, λ/2, λ/4 rétegek, Fehér fényre: R 99%, csak egy λ -ra: R 99,999% pl. lézerek, rétegszám: 31-35 4

Alkalmazások: Interferenciaszűrők Hidegtükrök (infrát nem veri vissza) pl. vetítőlámpa Lencsék tükrözésmentes bevonata Egyirányú tükrök Kirakatüveg Réteganyagok: Kis n: MgF 2, kriolit Nagy n: ZrO 2, TiO 2, ZnS A legjobban tükröző fémek reflexiós spektruma Fénytörés Schnellius-Descartestörvény: n =sinα /sinβ =c 1 /c 2 A törésmutató függ a hullámhossztól Diszperzió Fény felbontása hullámhossz szerint, spektroszkópia, ékszerek csillogása Optikai adatátvitelben a jelsebesség függ a λ -tól, a jel kiszélesedik, csökken az átviteli kapacitás Anyagdiszperzió [ps/nm/km] 5

Lencsék, lencserendszerek kromatikus hiba: fehér fényt használva minden hullámhosszra máshol van az éles kép Korrekció: kétféle optikai üvegcsalád: korona és flint ν: Abbe-szám Kettőst störés, s, polarizáci ció Anizotrópia: az anyagi tulajdonságok pl. n, ρ, D függenek a vizsgálati iránytól Izotróp anyagok: gázok, folyadékok, polikristályos anyagok, szimmetrikus rácsú egykristályos anyagok Anizotróp: nem szabályos rendszerű egykristályos anyagok, folyadékkristályok Anizotróp anyagokban kristálytani tengelyek irányában más más törésmutató n o (rendes, ordinárius), n eo (rendellenes, extraordinárius) SiO 2, kvarc: 1,544 1,553 TiO 2, rutil: 2,616 2,903 6

Két megtört fénysugár polarizációja egymásra merőleges A polarizáció síkja megegyezik a főtengelyek irányával. Kettőstörést / anizotrópiát okozhat: Mechanikai feszültség Makromolekulák rendeződése Elektromos, mágneses tér Polisztirol láncmolekulák rendeződése a fröccsöntő szerszámban Alkalmazás: Anyagvizsgálat, fényerő-szabályozás, reflexiócsökkentés (pl foto), LCD kijelző, optikai jelmodulálás Egy meteorit kőzetszemcse polarizációs mikroszkópi képe 7

Fényelnyelés Foton energiája megfelel egy elektron energia-átmenetnek Fekete, fehér, átlátszó, színes anyagok: a látható spektrumból mást-mást nyelnek el Mágneses tulajdonságok 8

Alapfogalmak B = µ 0 µ rel H B: Indukció (T) H: Térerősség (A/m) µ 0 : vákuum permeabilitása = 4 10-7 Vs/Am µ rel : relatív permeabilitás, anyagi jellemző B = µ 0 H + M, ill. M = χ H M: mágnesezettség χ: mágn. szuszceptibilitás, anyagi jellemző µ rel = 1 + χ Alaptípusok: Paramágneses: µ rel > 1 χ > 0 Diamágneses: µ rel < 1 χ < 0 Ferromágneses: µ rel >> 1 χ >> 0 (µ rel ~ χ ) 9

Atomi szintű értelmezés Elektron mágneses momentuma: Pályamenti mozgás, Spin Bohr-magneton: a mágneses dipólmomentum egysége: µ B = eh/4πm e = 9,27 10-24 Am 2 Pálymenti mozgás hozzájárulása: m µ B, ahol m az elektron mágneses kvantumszáma ( 0, ±1, ±2..) Spin hozzájárulása: ± µ B Eredő mágneses momentum: az elektronok momentumainak vektori eredője. Telített héjon, párosított spínű elektronok egymás hatását kioltják. Csak a külső pályán levő, párosítatlan spinű számít. Az atommag hozzájárulása elhanyagolható Diamágneses anyagok: χ ~ -10-5, Alkalmazás ritka Szupravezetők: ideális diamágneses viselkedés: χ = -1 Paramágneses anyagok: χ ~ 1 100 10-5 Alkalmazás: mágneses szétválasztás, mérés (pl O 2 ) Ferromágneses anyagok: Fe, Co, Ni, Gd, Fe 2 O 3, CrO 2, ötvözetek, stb. Szerkezeti tulajdonság is: elemi dipólusok erősek, egymást is irányítják Rendezett tartományok, A domének átfordulása ferromágneses domének anyagok első mágnesezése során 10

Ferromágneses jellemzők Hiszterézis Domén szerkezet 10-2 10-5 cm Weiss 1907, kimutatás Bitter 1931 Curie-hőmérséklet Magnetostrikció: a doménszerkezet átalakulásával méretváltozás (+ -), mechanikai feszültség Jellegzetes mágnesezési görbe A doménfalak mozgása Fe egykristályban, növekvő térerősség hatására Lágy és kemény mágnes ideális mágnesezési görbéje 11

Lágymágnesekgnesek Nagy telítési indukció Kis hiszterézis Kis H c (< 300A/m), nagy fajlagos ellenállás Alkalmazás: Elektromágneses indukción alapuló: transzformátor, motor, generátor Elektromechanikus eszközök: emelők, relék, mágneskapcsolók Mágneses árnyékolók Anyagok: Fe: nagy hiszterézis és örvényáram veszteség Fe-Si (1 4%) C és O szennyezés káros Erősáramú alk Ni Fe (80 : 20) permalloy, Ni,Fe, Mn,Mo: supermalloy Fémüvegek, nanokristályos ötvözetek Ferritek: MnFe 2 O 4 -ZnFe 2 O 4, NiFe 2 O 4 - ZnFe 2 O 4 Gránátok: 3M 2 O 3 5Fe 2 O 3 M: Y, Sm, Eu, Gd 12

Állandó mágnesek Nagy H c, B r, nagy energiaszorzat (BH max ) W = 1/2H B V Nagy hiszterézis Kicsi krisztallitok, benne már nincs doménfal, átmágnesezés nehezebb Anyagok: acél ötvözetek (Cr, Ni, Co, W, Ti, Al) Ferritek: MOFe 2 O 3, MO6Fe 2 O 3 M: Ba, Sr, Co Ritkaföldfém-Co ötvözetek: RCo 5, R 2 Co 17 R: Sm, Pr, Nd, La,Ce, Tb, Eu, Gd Alkalmazások Mágneses információ tárolás: merevlemez, floppy, magnó, videó Híradástechnika: hangszóró, mikrofon Mérőműszerek, galvanométer 13