Geomeetriline optika.
(Valguse lainelised omadused)
1. Valguse peegeldumine. Valguse peegeldumisseadus
Mis on üldse peegeldumine?See on valguse tagasipöördumine kahe keskkonna lahutuspinnalt sinna keskkonda, kust valgus tuli. Peegeldumise korral võivad eseme- ja kujutise ruumid kattuda.
Peegeldumisel on langemisnurk võrdne peegeldumisnurgaga ja langenud kiir, peegeldunud kiir ning langemispunkti tõmmatud pinnanormaal asuvad ühes tasandis.
Kas peegeldumisseadus kehtib ka karedalt pinnalt peegeldudes? Jah, sellist peegeldust nimetatakse difuusseks peegeldumiseks ehk hajumiseks.
2. Valguse murdumine. Valguse murdumise seadus
Valguse üleminekul ühest keskkonnast teise valguskiire murdub nii, et langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on jääv suurus. Langenud kiir, murdunud kiir ja langemispunkti tõmmatud pinnanormaal asuvad ühes tasandis.
Seda siinuste suhet nimetatakse murdumisnäitajaks sina / sin g = n2 / n1 , kus n on keskkonna absoluutne murdumisnäitaja: n = c / v, kus c on valguse kiirus vaakumis ja v valguse kiirus keskkonnas. Suurim absoluutne murdumisnäitaja on teemantil: 2,4 väikseim aga vaakumil: 1. Õhu murdumisnäitaja on 1,0003.
Suhet n2 / n1 nimetatakse suhteliseks murdumisnäitajaks ns, mis näitab, mitu korda erineb teise keskkonna absoluutne murdumisnäitaja esimese keskkonna absoluutsest murdumisnäitajast. Esimeseks keskkonnaks nimetatakse seda keskkonda, kust kiir tuleb, teiseks seda, kuhu kiir läheb.
ns = n2/n1 = v1/v2 .
2.1. Valguse täielik peegeldumine (sisepeegeldus) Teatavatel tingimustel võib valgus kahe keskkonna lahutuspinnalt täielikult tagasi peegelduda. See võib juhtuda siis, kui valgus läheb tihedamast keskkonnast hõredamasse (sinna, kus murdumisnäitaja on väiksem)
3. Valguse difraktsioon.
...on valguse paindumine tõkete taha ja/või kõrvalekaldumine sirgjoonelisest levimisteest. Nähtus on jälgitav vaid siis, kui pilu läbimõõt on võrreldav valguse lainepikkusega. Seetõttu tavaliste suuremõõtmeliste takistuste taha (maja, puud jne) valgus ei paindu.
4. Valguse interferents
...on koherentsete valguslainete liitumine, mille tulemusena lained kas võimendavad või kustutavad üksteist.
Koherentsed lained on ühesuguse lainepikkusega ja võnguvad samas faasis.
5. Valguse polarisatsioon
..on omadus, mis võimaldab vähendada valguse intensiivsust osade võnketasandite kustutamise abil. Kustutamiseks sobivad teatud kristallid, mida kutsutakse polaroidideks ja mis tavaelus leiavad rakendust polaroidpäikeseprillides.
6. Valguse dispersioon
... on valguse murdumisnäitaja sõltuvus lainepikkusest. Valge valgus lahutub klaasprismas või veetilgas (vikerkaares) eri värvi valgusteks. Põhjuseks dispersioon - ernevad värvid murduvad (hajuvad) erinevalt. Punase valguse lainepikkus on suurim ja tema hajumine kõige väiksem. sinise valguse lainepikkus on väikseim, aga tema hajuvus suurim, ehk siit tuleb ka selgitus nähtusele, miks taevas on sinine. Suurima hajuvusega sinine valgus täidab ümbritsevat ruumi paremini ja rohkem kui teised, vähema hajuvusega valguse värvid.
Mis on üldse peegeldumine?See on valguse tagasipöördumine kahe keskkonna lahutuspinnalt sinna keskkonda, kust valgus tuli. Peegeldumise korral võivad eseme- ja kujutise ruumid kattuda.
Peegeldumisel on langemisnurk võrdne peegeldumisnurgaga ja langenud kiir, peegeldunud kiir ning langemispunkti tõmmatud pinnanormaal asuvad ühes tasandis.
Kas peegeldumisseadus kehtib ka karedalt pinnalt peegeldudes? Jah, sellist peegeldust nimetatakse difuusseks peegeldumiseks ehk hajumiseks.
2. Valguse murdumine. Valguse murdumise seadus
Valguse üleminekul ühest keskkonnast teise valguskiire murdub nii, et langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on jääv suurus. Langenud kiir, murdunud kiir ja langemispunkti tõmmatud pinnanormaal asuvad ühes tasandis.
Seda siinuste suhet nimetatakse murdumisnäitajaks sina / sin g = n2 / n1 , kus n on keskkonna absoluutne murdumisnäitaja: n = c / v, kus c on valguse kiirus vaakumis ja v valguse kiirus keskkonnas. Suurim absoluutne murdumisnäitaja on teemantil: 2,4 väikseim aga vaakumil: 1. Õhu murdumisnäitaja on 1,0003.
Suhet n2 / n1 nimetatakse suhteliseks murdumisnäitajaks ns, mis näitab, mitu korda erineb teise keskkonna absoluutne murdumisnäitaja esimese keskkonna absoluutsest murdumisnäitajast. Esimeseks keskkonnaks nimetatakse seda keskkonda, kust kiir tuleb, teiseks seda, kuhu kiir läheb.
ns = n2/n1 = v1/v2 .
2.1. Valguse täielik peegeldumine (sisepeegeldus) Teatavatel tingimustel võib valgus kahe keskkonna lahutuspinnalt täielikult tagasi peegelduda. See võib juhtuda siis, kui valgus läheb tihedamast keskkonnast hõredamasse (sinna, kus murdumisnäitaja on väiksem)
3. Valguse difraktsioon.
...on valguse paindumine tõkete taha ja/või kõrvalekaldumine sirgjoonelisest levimisteest. Nähtus on jälgitav vaid siis, kui pilu läbimõõt on võrreldav valguse lainepikkusega. Seetõttu tavaliste suuremõõtmeliste takistuste taha (maja, puud jne) valgus ei paindu.
4. Valguse interferents
...on koherentsete valguslainete liitumine, mille tulemusena lained kas võimendavad või kustutavad üksteist.
Koherentsed lained on ühesuguse lainepikkusega ja võnguvad samas faasis.
5. Valguse polarisatsioon
..on omadus, mis võimaldab vähendada valguse intensiivsust osade võnketasandite kustutamise abil. Kustutamiseks sobivad teatud kristallid, mida kutsutakse polaroidideks ja mis tavaelus leiavad rakendust polaroidpäikeseprillides.
6. Valguse dispersioon
... on valguse murdumisnäitaja sõltuvus lainepikkusest. Valge valgus lahutub klaasprismas või veetilgas (vikerkaares) eri värvi valgusteks. Põhjuseks dispersioon - ernevad värvid murduvad (hajuvad) erinevalt. Punase valguse lainepikkus on suurim ja tema hajumine kõige väiksem. sinise valguse lainepikkus on väikseim, aga tema hajuvus suurim, ehk siit tuleb ka selgitus nähtusele, miks taevas on sinine. Suurima hajuvusega sinine valgus täidab ümbritsevat ruumi paremini ja rohkem kui teised, vähema hajuvusega valguse värvid.
Erinevad videod, selgitamaks valguse peegeldumist ja murdumist:
valguse peegeldumine video
https://www.youtube.com/watch?v=dwxaq4c9K6k
murdumise illusiooni efekt:
https://www.youtube.com/watch?v=jQDRNb-E-cY
kõverpeeglid ja kujutise teke nendes:
https://www.youtube.com/watch?v=oDNqfxRYQY0
head optilised illusioonid koos selgitustega, heas tempos:
https://www.youtube.com/watch?v=llLVk2fqylA
Ruumiga seotud illusioonid:
https://www.youtube.com/watch?v=uTCJuwZpimk
mööbliga trikid-illusioonid
https://www.youtube.com/watch?v=FHJ3CMWnVxY
Kujutise teke erinevates peglites:
https://www.youtube.com/watch?v=nT6nSlZ0FIQ
Kujutise teke läätsedes:
https://www.youtube.com/watch?v=CJ6aB5ULqa0
Läätsedest objektiivid ja kaamerad, kiirte käik:
https://www.youtube.com/watch?v=EL9J3Km6wxI
valguse peegeldumine video
https://www.youtube.com/watch?v=dwxaq4c9K6k
murdumise illusiooni efekt:
https://www.youtube.com/watch?v=jQDRNb-E-cY
kõverpeeglid ja kujutise teke nendes:
https://www.youtube.com/watch?v=oDNqfxRYQY0
head optilised illusioonid koos selgitustega, heas tempos:
https://www.youtube.com/watch?v=llLVk2fqylA
Ruumiga seotud illusioonid:
https://www.youtube.com/watch?v=uTCJuwZpimk
mööbliga trikid-illusioonid
https://www.youtube.com/watch?v=FHJ3CMWnVxY
Kujutise teke erinevates peglites:
https://www.youtube.com/watch?v=nT6nSlZ0FIQ
Kujutise teke läätsedes:
https://www.youtube.com/watch?v=CJ6aB5ULqa0
Läätsedest objektiivid ja kaamerad, kiirte käik:
https://www.youtube.com/watch?v=EL9J3Km6wxI
Geomeetrilise optika rakendused.
Peegeldumisseadus rakendub valguse peegeldumisel erinevates peeglites (tasapeegel, kumer- ja nõguspeegel. Kasutatakse erinevates optilistes süsteemides, millest igapäevasem on autotuled.
Murdumisseadus rakendub valguse murdumisel erineva kujuga klaasis, millest kasutatakse kumer- ja nõgusläätse. Kasutatakse kõikides optika riistades - prillid, mikroskoop, teleskoop, fotoaparaat jne.
Kiirte käik erinevates optilistes süsteemides on täpsemalt leitav: http://www.htg.tartu.ee/~siim/Materjalid/Geomeetriline_optika.pdf
Silmal kui kumerläätsel on mitmeid vajalikke omadusi:1. pimetähn (teatud koht silmas, kus kujutist ei teki tänu silmanärvi suubumisele sinna)2. ümberpööratud kujutise teke3. akommodatsioon (võime muuta silma fookuskaugust terava kujutise saamiseks)4. kahe silma koostöö - ruumilise kujutise tekkimine ja kauguste õige hindamine5. silma diameetri muutumine - valgushulga regulatsioon
Murdumisseadus rakendub valguse murdumisel erineva kujuga klaasis, millest kasutatakse kumer- ja nõgusläätse. Kasutatakse kõikides optika riistades - prillid, mikroskoop, teleskoop, fotoaparaat jne.
Kiirte käik erinevates optilistes süsteemides on täpsemalt leitav: http://www.htg.tartu.ee/~siim/Materjalid/Geomeetriline_optika.pdf
Silmal kui kumerläätsel on mitmeid vajalikke omadusi:1. pimetähn (teatud koht silmas, kus kujutist ei teki tänu silmanärvi suubumisele sinna)2. ümberpööratud kujutise teke3. akommodatsioon (võime muuta silma fookuskaugust terava kujutise saamiseks)4. kahe silma koostöö - ruumilise kujutise tekkimine ja kauguste õige hindamine5. silma diameetri muutumine - valgushulga regulatsioon
Optilised illusioonid
:http://dragon.uml.edu/psych/illusion.html
http://www.optillusions.com/
http://www.eyetricks.com/illusions.htm
http://www.torinfo.com/illusion/directory.html
:http://dragon.uml.edu/psych/illusion.html
http://www.optillusions.com/
http://www.eyetricks.com/illusions.htm
http://www.torinfo.com/illusion/directory.html
optiline_illusioon_-_negatiiv.jpg | |
File Size: | 81 kb |
File Type: | jpg |
Ülesanded
1. Valguse lainepikkus õhus on 540 nm. Kui suur on selle valguse lainepikkus vees? (n = 1,33) Kui suur on selle valguse kiirus vees?
2. Kui suur on rohelisele valgusele (lainepikkus 550 nm) vastava laine sagedus?
3. Läätsest 25 cm kaugusel asuva eseme tõeline kujutis tekib 1 meetri kaugusel läätsest. leia läätse optiline tugevus.
4. Kui kaugele hajutavast läätsest optilise tugevusega -2 dptr tuleb paigutada ese, et tema näilik kujutis tekiks kaugusel 0,5f?
5. Fotoaparaadi objektiivi fookuskaugus on 5 cm. Kui kaugel objektiivist peab olema pildistatav objekt, et negatiivile tekiks kujutis, mis on 9 korda väiksem?
2. Kui suur on rohelisele valgusele (lainepikkus 550 nm) vastava laine sagedus?
3. Läätsest 25 cm kaugusel asuva eseme tõeline kujutis tekib 1 meetri kaugusel läätsest. leia läätse optiline tugevus.
4. Kui kaugele hajutavast läätsest optilise tugevusega -2 dptr tuleb paigutada ese, et tema näilik kujutis tekiks kaugusel 0,5f?
5. Fotoaparaadi objektiivi fookuskaugus on 5 cm. Kui kaugel objektiivist peab olema pildistatav objekt, et negatiivile tekiks kujutis, mis on 9 korda väiksem?