View
54
Download
3
Category
Preview:
DESCRIPTION
Az emberi szem működése. (nem csak fizika…) Az égitestek fényképe fényes körlap: miért látunk mégis csillagokat? Lehet, hogy egy fekete-fehér mintázatú korong sz ín es ne k látszik? Melyik vonal hoszabb: jó a szemmértéked? Lehet hogy egy közönséges falikép hirtelen mozogni kezd? - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Az emberi szem működése. (nem csak fizika…)
Az égitestek fényképe fényes körlap: miért látunk mégis csillagokat?
Lehet, hogy egy fekete-fehér mintázatú korong színesnek látszik?
Melyik vonal hoszabb: jó a szemmértéked? Lehet hogy egy közönséges falikép hirtelen
mozogni kezd? Tények, kísérletek és érdekességek a szem működésével kapcsolatban.
A látás alapja a fény érzékelése. —Mi a fény? Milyen tulajdonságai vannak ?
Hogyan keletkezik ? hogyan terjed ?
—Hogyan nyelődik el ? Hogyan lép kölcsönhatásba biológiai anyagokkal ? —A látás az információszerzés fontos eszöze. —A látás, mint fizikai, biofizikai és pszichológiai folyamat. —Csak az hiszem, amit látok !
Valóban hihetünk a szemünknek ?
ELSŐ RÉSZ
Mi a fény?Mi a fény?
EmellettEmellett
kémiai változástkémiai változást okoz egy fényképlemezen, okoz egy fényképlemezen, működésbe hozza a működésbe hozza a fotocellátfotocellát,,
hõhatásahõhatása érzékeny hőmérőkkel kimutatható. érzékeny hőmérőkkel kimutatható.
A fény sugárzás• A fény olyan sugárzás, amely fényérzetet keltA fény olyan sugárzás, amely fényérzetet keltolyan sugárzás,olyan sugárzás,
A fény keletkezése és elnyelődése:(egy kis atomfizika)
az atomban lévő elektron energiája nem lehet akármekkora:
csak „megengedett” energiaértéket vehet fel.
(Bohr I. posztulátuma)
(egy kis atomfizika)
A legegyszerűbb atom, a hidrogén, amely egy protonból és egyetlen elektronból áll
EAz alapállapot és energiája
Az első gerjesztett állapot és energiájaA második gerjesztett állapot és energiája
0,1 nm( 1 nm a mm ezredrészének milliomodrésze)
További gerjesztett állapotok energiái
Elektronállapot-változás (E):csak „megengedett” állapotok között jön létre
(Bohr II. posztulátuma)
Fényelnyelés, fénykibocsátás: a fény az energiát az atomban alapállapotban lévő elektronnak adja. Az elektron energiája megnő (gerjesztett állapot). Ez az állapot instabil, az elektron gyorsan újra alapállapotba kerül és az energiakülönbségetfény formájában kibocsátja.A fény tehát az atomokkal történő kölcsönhatásban
keletkezik és nyelődik el
(nm) E (aJ)656,4 0,303486,3 0,409434,2 0,458410,3 0,485397,1 0,501
ch
E.
h = 6,6.10-34 Jsc = 3,108 m/s
Ibolya kék zöld sárga narancs vörös
nm 410 434 486 656
A HIDROGÉNSPEKTRUM
(Balmer, 1885)
Alapállapotú atom
A sugárzás kvantum természete: a foton „hullámcsomag”, E = hf
Alapállapotú atom
Alapállapot energiája E1
Gerjesztett állapot energiája E2
Energia-különbség E = E2 - E1
hf=E
(magasabb energiaállapotú) Gerjesztett atom
Az ionizáció tartománya
alapállapot
Első gerjesztett állapot
Második gerjesztett állapot
Energia, aJ
13,6 eV
3,4 eV
1,51 eV
0,85 eV
0,020,03
0,0450,061
0,086 aJ
0,14 aJ
0,24 aJ
0,54 aJ3,375 eV
2,176 aJ13,6 eV
harmadik gerjesztett állapotnegyedik gerjesztett állapot
0 eV : A szabad elektron energiájaA
z io
nizá
cióh
oz s
züks
éges
ene
rgia
2,17
60 a
J =
13,
6 eV
aJ: attojoule 1 aJ = 10-18 J
E=1,63 aJ = 10,2 eV
E=0,3 aJ =656 nm
Ech
.
Összefoglalva:
1 eV = 0,16 aJ
A fény hullámtermészetének
(1690, Huygens)bizonyítéka a fényelhajlás és
az interferencia (Young, 1801)
Young kettős-rés kísérlete
napfény
Észlelő ernyő
Szűk rések
Az ernyőn megjelenő mintázat
Jobboldali rés nyitva
Kísérleti észlelet
Kísérleti észlelet
Várható észlelet:
baloldali rés nyitva
mindkét rés nyitva
Hullámelmélet szerint
Részecskeelmélet szerint
A kísérlet eredménye
Elek
trom
os
tére
rősé
g
x
Elemi hullám: síkbeli rezgésValódi fénysugár: sok elemi hullám,
különböző síkokban rezegnek. Polarizáció:
kiválaszjuk a párhuzamos síkokban rezgő elemi hullámokat.
Mágneses indukcióvektor
Kísérlet:Rácsok, lézer: elhajlás
és interferenciakatedrálüveg, lézer:
fénytörés és interferencia
Kísérlet. Polarizáció:
a fény transzverzális hullám.
A fény kettős természetű: hullám és részecske (foton)Hallwachs fedezte fel a fotoeffektust:
fény hatására (például fémfelületről) elektronok szabadulnak fel.
2
21
elki mvEh kiel Ehmv 2
21
küszöb
Eel
Eki
V+ -- +
2
21
elel mvE
Einstein értelmezte a kísérleti eredményt: a fény fotontermészetű (is).
áramforrás
Zn-leme
zUV-lámpaEllen-
elektróda
MEGNEVEZÉS HULLÁMHOSSZ Felhasználás, jelentőség (példák)
Váltakozó áram 18 000- 3 km Energiaellátás, elektromos eszközök
Hosszúhullámok 2 - 1 km Távközlés
Középhullámok 600 - 150 m Távközlés
Rövidhullámok 50 - 15 m Távközlés
URH 15 - 1 m Távközlés
Mikrohullámok 1 m - 0,03 mm Távközlés, radar,
Infravörös fény 0,3 nm - 760 nm hősugárzás
Látható fény 760 nm- 380 nm látás
Ultraibolya fény 380 nm- 10 nm D-vitamin
Röntgensugarak 10 nm - 1 pm Orvosi és műszaki diagnosztika, terápia,
Gammasugarak 0,3 nm - 30 fm Terápia, műszaki diagnosztika, mezőgazdaság (csírátlanítás)
Kozmikus sugarak
30 fm - 0,3 fm Hatásai a földi életre, Tudományos kutatás
Rád
ióhu
llám
okFé
nyIo
nizá
ló
sug
árzá
sok
A látható fény tehát hullám: elektromágneses hullám. De nincs egyedül:
Fénytörés
Teljes visszaverődés
DÉLIBÁB
FÉNYVEZETŐ VÍZSUGÁR
TELJES VISSZAVERŐDÉSVÍZFELSZÍNEN
TELJES VISSZAVERŐDÉS FORRÓ LEVEGŐRÉTEGEN
Kísérlet: A fényvezető működése (teljes visszaverődés)
Mi a leképezés?
Egy kis matematika…
A tér transzformációja vagy leképezéseegy halmaz minden egyes P pontjához a tér egy másik P’ pontját rendeli
hozzá.
A P’ pontot a P pont képének nevezzük…
P1
P2
P3
P4
P3’
P4’
P2’
P1’
Tükröző gömbfelület
P tárgy-pont
P’ kép-pont
Valamely P ponton átmenő fénysugarak a visszaverődés után egyetlen P’ ponton mennnek át, vagyis egy-egyértelmű transzformáció (leképezés) keletkezik. Ezátal a gömbtükör a tárgy képét hozza létre, ami ernyőn (vetítővásznon) felfogható.
A szabályos sima felületeken létrejövő fényvisszaverődés leképezést hozhat létre:
egyik legegyszerűbb transzformáció (leképezés) a tükrözés.
Geometriai középpont
fókusz
Példák a leképezésre:
Camera obscura
Rajzolás
A dioptria a lencse „erősségének” (törőerejének) a mértéke.[A dioptria lehet pozitív (gyüjtőlencse) vagy negatív (szórólencse).]
FÓKUSZTÁVOLSÁG, f
FÓKUSZ(PONT)
Optikai lencse
dioptriás 40,25
1 lencselságú fókusztávo m 0,25 cm 25 a pl. ==
=-
f(m)1)D(m 1
Leképezés optikai lencsével
TÁRGY
KÉP
Valódi kép keletkezése
Optikai lencse: HOGYAN MŰKÖDIK A FÉNYKÉPEZŐGÉP?
f
F
F
f
VÉGE AZ ELSŐ RÉSZNEK .
Recommended