1. Ruch stały prostoliniowy.
2. Ruch zmienny.
3. Ruch po okręgu.
4. Zasady dynamiki Newtona.
5. Zasada względności
Galileusza.
6. Siła bezwładności.
7. Rzut poziomy.
8. Pęd, moment pędu, zasada zachowania pędu i zasada
zachowania momentu pędu.
9. Energia i zasada zachowania energii.
10. Praca i moc.
11. Siła tarcia.
12. Moment bezwładności i twierdzenie
Steinera.
13. Zderzenia centralne.
14. Gęstość i ciężar właściwy.
15. Pole grawitacyjne.
16. Prędkości kosmiczne.
17. Elektrostatyka.
18. Atom wodoru według Bohra.
19. Kondensator.
20. Polaryzacja elektryczna.
21. Prąd elektryczny stały.
22. Pole magnetyczne.
23. Prąd zmienny.
24. Drgania.
25. Fale.
26. Optyka geometryczna.
27. Dualizm
korpuskularnofalowy.
28. Fizyka atomowa.
|
26. Optyka geometryczna.
26.1 Fale świetlne. Częstotliwość fal
świetlnych. Bezwzględny
współczynnik załamania.
26.1.1 Fale świetlne.
Wysyła je każde ciało świecące, którego energii jest
dostatecznie duża, aby nasze oko mogło je zaobserwować.
Podział fal świetlnych :
a) podczerwień;
b) widmo widzialne ( );
c) nadfiolet;
W ośrodkach jednorodnych fale świetlne rozchodzą się prostoliniowo.
Oznaczenia:
l - długość fali.
26.1.2 Częstotliwość.
Częstotliwość :
Oznaczenia:
l - długość fali;
C - prędkość światła;
n - częstotliwość.
26.1.3 Bezwzględny współczynnik
załamania.
Dla światła stosujemy bezwzględny współczynnik załamania :
Oznaczenia:
n - bezwzględny współczynnik załamania;
C - prędkość światła;
V
- prędkość światła w danym ośrodku.
26.2 Zasada Fermata.
Światło biegnie w taki sposób, że czas przebycia danej drogi
jest najkrótszy
26.3 Zwierciadła.
Zwierciadło - idealnie gładka powierzchnia odbijająca promienie
świetlne. Zwierciadła płaski odbijają promienie selektywnie (dwa
różne promienie równoległe po odbiciu nadal są
równoległe), wszystkie inne rozpraszają. Przy odbiciach prawo
odbicia jest zachowane (kąt odbicia = kąt padania).
W zwierciadłach płaskich otrzymujemy obraz pozorny, prosty, tej samej
wielkości co przedmiot. Aby w całości przejrzeć się w zwierciadle
płaskim, jego wysokość musi być równa conajmniej połowie
przedmiotu.
Zwierciadła kuliste to część wypolerowanej sfery. Jeżeli jest to część
wewnętrzna, to zwierciadło nazywamy wklęsłe, a jak zewnętrzna - to
wypukłe :
W połowie drogi pomiędzy wierzchołkiem a środkiem krzywizny znajduje
się ognisko zwierciadła (F). Odległość między ogniskiem a wierzchołkiem
to ogniskowa (f).
26.4 Powiększenie.
Jest to stosunek wysokości obrazu do wysokości przedmiotu :
Oznaczenia:
p - powiększenie;
h’ - wysokość obrazu;
h - wysokość przedmiotu;
Y -
odległość obrazu od wierzchołka zwierciadła;
X - odległość przedmiotu
od wierzchołka zwierciadła.
26.5 Równanie zwierciadła.
Równanie zwierciadła :
Oznaczenia:
Y - odległość obrazu od wierzchołka zwierciadła;
X - odległość
przedmiotu od wierzchołka zwierciadła;
R - promień krzywizny
zwierciadła (odległość wierzchołek-środek zwierciadła);
f - ogniskowa
zwierciadła (zob.pkt.26.3).
26.6 Prawo Snelliusa.
Prawo Snelliusa :
n1(2) - bezwzględny współczynnik
załamania pierwszego (drugiego)
ośrodka (zob.pkt.26.1.3);
26.7 Całkowite wewnętrzne odbicie.
Gdy kąt a ³ 90o
(90o - kąt graniczny), to nastąpi całkowite
wewnętrzne odbicie. Warunkiem tego jest również to, że ośrodek,
w którym światło się rozchodzi jest gęstszy od ośrodka, od
którego się odbija.
Zjawisko to jest wykorzystane m. in. w światłowodach.
26.8 Soczewki.
Soczewka jest to ciało przezroczyste ograniczone z conajmniej jednej
strony powierzchnią sferyczną.
Rodzaje soczewek:
a) dwuwypukłe;
b) dwuwklęsłe;
c) płaskowypukłe;
d) płaskowklęsłe
Oznaczenia soczewek na rysunku :
Ogniskowa - odległość między ogniskiem a środkiem soczewki.
Akomodacja - przystosowanie układu optycznego do obserwowania
przedmiotu z bliska lub z daleka.
26.9 Równanie soczewki.
Równanie soczewki :
Oznaczenia:
Y - odległość obrazu od środka soczewki;
X - odległość przedmiotu od
środka soczewki;
f - ogniskowa soczewki.
26.10 Zdolność skupiająca
soczewek.
Zdolność skupiająca jest to odwrotność ogniskowej :
 
Aberacja sferyczna - rozmyte ognisko (wada dużych soczewek). Z tego
powodu używa się układów soczewek. Soczewki muszą być sklejone
klejem o bezwzględnym współczynniku załamania soczewki.
Sumowanie dioptrii :  ,  .
Oznaczenia:
D - zdolność skupiająca soczewek;
f - ogniskowa soczewki
(zob.pkt.26.8);
nS(O) - bezwzględny współczynnik
załamania
soczewki (otoczenia);
r1,r2 - promienie
krzywizn soczewki (dla soczewki płaskowklęsłej lub
płaskowypukłej jeden z promieni = ¥)
26.11 Pryzmat. Przejście światła
monochromatycznego i białego przez
pryzmat.
Pryzmat jest to ciało przezroczyste ograniczone z dwóch stron
dwiema powierzchniami równoległymi i dwiema powierzchniami
przycinającymi się pod pewnym kątem, zwanym kątem łamiącym pryzmatu.
Oznaczenia:
j - kąt łamiący pryzmatu.
26.11.1 Przejście światła
monochromatycznego przez pryzmat.
Światłem monochromatycznym nazywamy światło o jednej częstotliwości.
Jak widać, światło załamuje się 2 razy.
Kąt odchylenia :
Oznaczenia:
j - kąt łamiący pryzmatu;
n- bezwzględny współczynnik załamania
pryzmatu;
q - kąt odchylenia.
26.11.2 Przejście światła białego
przez pryzmat.
Światło po przejściu przez pryzmat rozszczepia się na barwy składowe.
Dla każdej długości fali inny jest kąt załamania. Największy jest on
dla barwy fioletowej, a najmniejszy dla barwy czerwonej. Im większa
długość fali (mniejsza częstotliwość), tym współczynnik
załamania jest mniejszy. Wszystkie składowe : czerwona, pomarańczowa,
żółta, zielona, niebieska, fioletowa, tworzą widmo światła
białego (widmo ciągłe).
Oznaczenia:
j - kąt łamiący pryzmatu;
qcz(f) - kąt
odchylenia barwy czerwonej
(fioletowej).
26.12 Oko jako układ optyczny.
Akomodacja - przystosowanie układu optycznego do obserwowania
przedmiotu z bliska lub z daleka.
Na siatkówce są dwa rodzaje komórek : pręciki
(odpowiadają za widzenie w ogóle) i czopki (odpowiadają za
barwy). Najwięcej czopków jest na osi oka (tzw. plamka
żółta). Są trzy rodzaje czopków, każdy czuły na inną
barwę : czerwoną, zieloną i żółtą. Wrażenie różnych barw
jest spowodowane niejednakowym pobudzeniem receptorów.
Bezwzględne współczynniki załamania:
rogówka: n=1,376
soczewka: n=1,395
ciałko wodniste: n=1,336
ciałko szkliste: n=1,336
Obraz otrzymany na siatkówce jest rzeczywisty, pomniejszony,
odwrócony.
Choroby wzroku :
a) daltonizm - nie rozróżnianie barw, częściowy, gdy
uszkodzony jest jeden lub dwa rodzaje czopków.
b) nadwzroczność (dalekowidzenie) - frakcja układu jest za słaba
w stosunku do długości gałki ocznej. Do korekcji używamy soczewek
skupiających.
c) krótkowzroczność - frakcja układu jest za silna w
stosunku do długości gałki ocznej. Tę wadę wyrównujemy
soczewkami rozpraszającymi.
d) astygmatyzm - niejednokrotne załamanie się promieni świetlnych
w płaszczyźnie pionowej i poziomej. Korekcja poprzez soczewki
cylindryczne.
Oznaczenia:
n- bezwzględny współczynnik załamania.
26.13 Interferencja fal
świetlnych - doświadczenie Younga. Warunek
wzmocnienia dla światła.
26.13.1 Interferencja fal świetlnych -
doświadczenie Younga.
Doświadczenie Younga :
Young przepuścił białe światło przez siatkę dyfrakcyjną.
Na ekranie otrzymał prążki interferencyjne :
„Tęcza” to wzmocnienie, a nie oświetlona na przestrzeń pomiędzy
prążkami to wygaszenie. Najmniej ugina się fala fioletowa, a
najbardziej czerwona - odwrotnie niż w pryzmacie.
26.13.2 Warunek wzmocnienia dla
światła.
Warunek wzmocnienia dla światła :
Oznaczenia:
n- bezwzględny współczynnik załamania siatki dyfrakcyjnej;
d -
odległość między szczelinami siatki dyfrakcyjnej;
l - długość fali.
26.14 Powiększenie lupy.
Powiększenie :
Oznaczenia:
d - odległość dobrego widzenia (d »
25 cm);
f - ogniskowa
soczewki (zob.pkt.26.8);
P - powiększenie.
26.15 Rodzaje lup.
Rodzaje lup :
- prosta - soczewka wypukła lub
płaskowypukła - maksymalne powiększenie 5 razy;
- aplanatyczna - dwie jednakowe soczewki
zwrócone wypukłościami do siebie;
- achromatyczna - soczewka klejona,
skorygowane aberacje sferyczna i chromatyczna (światło po przejściu
daje różne obrazy dla różnych barw));
- ortoplanatyczna - układ trzech
soczewek - skorygowane aberacje sferyczna, chromatyczna i dystorsja
(powstaje w wyniku różnych powiększeń różnych części
obrazu z zachowaniem ostrości);
- dyfrakcyjna
|
|
|
