Optika Gröller BMF Kandó MTI

Hasonló dokumentumok
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

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

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

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Mézerek és lézerek. Berta Miklós SZE, Fizika és Kémia Tsz november 19.

Abszorpció, emlékeztetõ

Elektrooptikai effektus

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

Kristályok optikai tulajdonságai. Debrecen, december 06.

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

OPT TIKA. Hullámoptika. Dr. Seres István

Az elektromágneses hullámok

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

Abszorpciós fotometria

TÁVKÖZLÉSI ISMERETEK FÉNYVEZETŐS GYAKORLAT. Szakirodalomból szerkesztette: Varga József

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

Napelemes rendszerek anyagtechnológiája. Gröller György OE Kandó MTI

A lézer alapjairól (az iskolában)

A fény mint elektromágneses hullám és mint fényrészecske

Az optika tudományterületei

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

OPTIKA. Hullámoptika. Dr. Seres István

Fény, mint elektromágneses hullám, geometriai optika

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

Koherens fény (miért is különleges a lézernyaláb?)

Optika fejezet felosztása

Abszorpciós spektrometria összefoglaló

ELEKTROMÁGNESES REZGÉSEK. a 11. B-nek

OPTIKA. Hullámoptika Diszperzió, interferencia. Dr. Seres István

Történeti áttekintés

Talián Csaba Gábor Biofizikai Intézet április 17.

Szerves oldott anyagok molekuláris spektroszkópiájának alapjai

Fluoreszcencia módszerek (Kioltás, Anizotrópia, FRET) Modern Biofizikai Kutatási Módszerek

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről

Tantárgy neve. Környezetfizika. Meghirdetés féléve 6 Kreditpont 2 Összóraszám (elm+gyak) 2+0

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

Modern Fizika Labor. 17. Folyadékkristályok

Koherens fény (miért is különleges a lézernyaláb?)

OPTIKA. Vozáry Eszter November

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

Optika az orvoslásban

Sugárzásos hőtranszport

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

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

A hőmérsékleti sugárzás

Geometriai és hullámoptika. Utolsó módosítás: május 10..

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

Abszorpciós fotometria

Lumineszcencia. Lumineszcencia. mindenütt. Lumineszcencia mindenütt. Lumineszcencia mindenütt. Alapjai, tulajdonságai, mérése. Kellermayer Miklós

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

Készítette: Bagosi Róbert Krisztián Szak: Informatika tanár Tagozat: Levelező Évfolyam: 3 EHA: BARMAAT.SZE H-s azonosító: h478916

NAGY ENERGIA SŰRŰSÉGŰ HEGESZTÉSI ELJÁRÁSOK

FOK Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai tárgy kolokviumi kérdései 2012/13-es tanév I. félév

Rövid ismertető. Modern mikroszkópiai módszerek. A mikroszkóp. A mikroszkóp. Az optikai mikroszkópia áttekintése

Abszorpciós spektroszkópia

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

Lumineszcencia spektrometria összefoglaló

Fényvezető szálak és optikai kábelek

Az elektromágneses spektrum és a lézer

Speciális fluoreszcencia spektroszkópiai módszerek

E (total) = E (translational) + E (rotation) + E (vibration) + E (electronic) + E (electronic

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

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

OPTIKA. Hullámoptika Diszperzió, interferencia. Dr. Seres István

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

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

Concursul Preolimpic de Fizică România - Ungaria - Moldova Ediţia a XVIII-a, Cluj-Napoca Proba teoretică, 1 iunie II. Feladat: Lézer (10 pont)

Hajder Levente 2017/2018. II. félév

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

Elektromágneses hullámegyenlet

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

Lumineszcencia spektrometria összefoglaló

Abszorpciós fotometria

Orvosi biofizika. 1 Az orvostudomány és a biofizika kapcsolata. Sugárzások a medicinában. gyakorlatok. 1. félév előadásai

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


Lumineszcencia spektroszkópia

ATOMMODELLEK, SZÍNKÉP, KVANTUMSZÁMOK. Kalocsai Angéla, Kozma Enikő

A fény visszaverődése

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

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

VÉKONYRÉTEGEK ÉS ELŐÁLLÍTÁSUK

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

Abszorpciós fotometria

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Műszeres analitika. Abrankó László. Molekulaspektroszkópia. Kémiai élelmiszervizsgálati módszerek csoportosítása

FÉNYTAN A FÉNY TULAJDONSÁGAI 1. Sorold fel milyen hatásait ismered a napfénynek! 2. Hogyan tisztelték és minek nevezték az ókori egyiptomiak a Napot?

Fluoreszcencia módszerek (Kioltás, Anizotrópia, FRET)

Szervetlen komponensek analízise. A, Atomspektroszkópia B, Molekulaspektroszkópia C, Elektrokémia D, Egyéb (radiokémia, termikus analízis, stb.

Lézerek. Extreme Light Infrastructure. Készítette : Éles Bálint

OPTIKA. Vékony lencsék, gömbtükrök. Dr. Seres István

Színképelemzés. Romsics Imre április 11.

Röntgendiffrakció. Orbán József PTE, ÁOK, Biofizikai Intézet november

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

A hőmérsékleti sugárzás

Modern mikroszkópiai módszerek

Átírás:

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

Az elektromágneses spektrum

Az anyag és a fény kölcsönhatása 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= (n1 + n 2 ) 2 Brewster szög: polarizációs sík szerinti szétválás: a párhuzamos megtörik (R párh =0), a merőleges visszaverődik

Reflexió módosítása dielektrikum-rétegekkel Antireflexiós (AR) bevonat: Átlagos üvegfelületről (n = 1,5), R 4% Rétegvastagság: n 1 d = /4 Két visszavert sugár gyengítő interferencia Teljes kioltás, ha: Függ: hullámhossz beesési szög Egyrétegű bevonat: R 1%

Többrétegű bevonatok Szélesebb -tartomány Szabályozható áteresztés, visszaverés, pl: interferenciaszűrő Dielektrikum tükrök: visszaverés irányában erősítő interferencia Felváltva nagy és kis törésmutatójú rétegrendszer, λ/2, λ/4 rétegek, Fehér fényre: R 99%, csak egy -ra: R 99,999% pl. lézerek, rétegszám: 31-35

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 =sin /sin =c 1 /c 2 A törésmutató függ a hullámhossztól Diszperzió Fény felbontása hullámhossz szerint, spektroszkópia, ékszerek csillogása Optikai adatátvitelben a jelsebesség függ a -tól, a jel kiszélesedik, csökken az átviteli kapacitás Anyagdiszperzió [ps/nm/km]

Lencsék, lencserendszerek kromatikus hiba: fehér fényt használva minden hullámhosszra máshol van az éles kép Korrekció: kétféle optikai üvegcsalád: korona és flint : Abbe-szám

Kettőstörés, polarizáció Anizotrópia: az anyagi tulajdonságok pl. n,, 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

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

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

Hőmérsékleti sugárzás: (fizika) Stephan-Boltzmann törv: S = T 4 S: össz. kisugárzott teljesítmény Fénykibocsátás Lumineszcencia Pl. fénycső, katódsugárcső Laser A hőmérsékleti sugárzás spektrális eloszlása

Lumineszcencia 1. Gerjesztés (energiafelvétel) UV, katódsugárzás, RTG, radioaktív, el. tér, stb 2. Energia tárolás µs ms s utánvilágítás vagy nem sugárzásos energia-leadás 3. Foton kibocsátás Stokes törv.: E gerj E em vagy fotolum: gerj em Félvezető jellegű anyagok foszforeszcens világítási mechanizmusa

Fluoreszcencia, foszforeszcencia Fluoreszcens: spin váltás nélkül egyszerűbb mechanizmus, rövidebb utánvilágítás Foszforeszcens: a spin megforduláshoz 3. szereplő, hosszabb utánvilágítás micro.magnet.fsu.edu

Laser Feltétlek: 1.Metastabil energiaszint (pumpálás = elektronok gerjesztése a metastabil szintre) 2.Populáció inverzió (több elektron van gerjesztett állapotban, mint alapon) 3.Stimulált emisszió A rekombináció egy másik foton hatására következik be. 4. Optikai rezonátor

Koherens nyaláb:, fázis, (esetenként a polarizáció) nagyon pontosan megegyezik. Nagy energiasűrűség Az aktív tartomány két végén dielektrikum tükör. Zárt végen R > 99,5%, a kilépő oldalon ~ 50%. Pulzáló fény. A He Ne lézer működése

A félvezető lézerek működése

A különböző fényforrások jellegzetes emissziós spektruma

Elektro-optikai hatás Kerr effektus Elektro-optikai modulátor sémája. A fény polarizációs síkjának elfordítása elektromos térrel Ebben az elrendezésben az alkalmazott villamos tér párhuzamos a fény terjedésével. 2 E K l d 2 2

Pockels effektus Transzverzális elektrooptikai moduláció Felső: két elemes konfiguráció, pl. ADP típusú anyagokhoz. Alsó:egy elemes konfiguráció, pl. lítium-tantalát típusú anyagokhoz. ~ E

Elektro-Optikai Anyagok Anyag Rövidítés Képlet Áteresztési tartomány (m m) Sávszélesség (MHz) n o,n e adott hullámhosszon (mm) Ammonium dihydrogen phosphate Potassium dihydrogen phosphate ADP NH 4 H 2 PO 4 0.3-1.2 to 500 KDP KH 2 PO 4 0.25-1.7 > 100 1.51, 1.47 at 1.06 1.51, 1.47 at 0.55 Potassium dideuterium phosphate KD*P KD 2 PO 4 0.3-1.1 to 350 1.49, 1.46 at 1.06 Lithium niobate LN LiNbO 3 0.5-2 to 8000 2.23, 2.16 at 1.06 Lithium tantalate LiTaO 3 0.4-1.1 to 1000 2.14, 2.143 at 1.00

A polarizációs sík változtatása mágneses térrel θ = V l B V: Verdet áll: ~ 10-4 ívpec/tesla m Magneto-optikai hatás Faraday hatás Anyagok: Bizmuttal adalékolt yttrium-vas gránát (Bi:YIG), nitrobenzol

Magnetooptikai Kerr effektus Alkalmazás adattárolásban