-
7/28/2019 2_Svjetlo
1/30
Svjetlost, svjetlost, svjetlost svudaoko nas
(pardon, elektromagnetsko zraenje
)
Atomska fizika i spektroskopija Predavanje 2
-
7/28/2019 2_Svjetlo
2/30
Osnove optike
to je to svjetost?
I. Newton (167x g.) "Opticksestice (korpuskule)Svjetlost se
sastoji od estica.
Prizma
Teorija bojeDuga
Newtonov genije;objanjenje niza fenomenapoput duge
II. Christian Huygens Trait de la Lumire valna (undularna)
teorija svjetlosti,
no bez exp.
-
7/28/2019 2_Svjetlo
3/30
SvjetlostKraj XVIII. stoljea i poetak XIX. stoljea
Novi eksperimenti (Young, Fresnel, Arago,
Helmholtz,Fraunhofer,...)
difrakcija (ogib) Y interferencija Y polarizacija F svjetlost je
VAL transverzalni! F(Y mala t komp, velika
l komp; F samo t komp)
isti Young:- Youngov modulelasticnosti- Young + Champollion
= prijevod kamena izRosete- osnivac fizioloskeoptike: prilagodba
oka naudaljenost objekta, asti-gmatizam
- teorija kapilarnosti- hemodinamika; rule ofthumb za doziranje
lije-kova kod djece- Languages: uspored-ba 400 jezika;
pojamIndo-europski jezici- Young temperament:metoda za tuniran
je instr.
Robinson, Andrew (2007). The Last Man Who Knew Everything:Thomas
Young, the Anonymous Genius who Proved Newton
Wrong and Deciphered the Rosetta Stone, among OtherSurprising
Feats. Penguin.
-
7/28/2019 2_Svjetlo
4/30
Thomas Young (E)(13 June 1773 10 May 1829)
Augustin-Jean Fresnel (F)(10 May 1788 14 July 1827)
Franois Arago (F)(26 Feb. 1786 2 Oct. 1853) Hermann von
Helmholtz (G)(31 August 1821 8 Sept. 1894) Joseph von Fraunhofer
(G)(6 March 1787 7 June 1826)
Sir Isaac Newton (E)(4 January 1643 31 March 1727)
-
7/28/2019 2_Svjetlo
5/30
Longitudinalni valovi
Gibanje estica U SMJERUirenja vala (zvuk, kuglice nakoncu,
valovi u cvrstom tijelu)
Transverzalni valovi
Gibanje estica OKOMITO na smjer irenja vala
(valovi na vodi, valovi u cvrstom tijelu, spaga)
ELEKTROMAGNETSKI valovi???
-
7/28/2019 2_Svjetlo
6/30
-
7/28/2019 2_Svjetlo
7/30
-
7/28/2019 2_Svjetlo
8/30
-
7/28/2019 2_Svjetlo
9/30
-
7/28/2019 2_Svjetlo
10/30
-
7/28/2019 2_Svjetlo
11/30
Partial cross section of the Earth showing major layer
boundaries,approximate P-wave seismic velocities (Vp), and
approximate ray path for P-and S-waves from a shallow earthquake to
a seismograph at about 18degrees (~2000 km)
distance.(http://web.ics.purdue.edu/~braile/edumod/waves/WaveDemo.htm)
-
7/28/2019 2_Svjetlo
12/30
Elektromagnetski valovi
Transverzalni valovi gibanje estica (medija) OKOMITO nasmjer
irenja vala
estice, medij??? (kraj XIX. stoljea)Eter medij u kojem se sire
el.mag. valovi
Niz eksperimenata (M&M 1887.) & Einstein:
nema etera
Maxwellove jednadbe teorijska pretpostavka
Herzov (umro s 36 g.) eksperiment eksperimentalna potvrdaIt's of
no use whatsoever[...] this is just an experiment that proves
Maestro Maxwell was right - we
just have these mysterious electromagnetic waves that we cannot
see with the naked eye. But theyare there.
-
7/28/2019 2_Svjetlo
13/30
FizikaFizika svjetlostisvjetlosti
svjetlosvjetlo kaokao cesticacestica == fotonifotoni
velikavelika malamala
mala Emala E
malimali velikavelika velikavelika EE
-
7/28/2019 2_Svjetlo
14/30
ELEKTROMAGNETSKI valoviimaju valna
svojstva(ogib,interferencija)
estina svojstva, komad energije
foton
Dualna priroda svjetlosti(I. Supek, M. Furic, Pocela
fizike,Skolska knjiga, Zagreb (1994))
Pitanje: Koja dva eksperimenta pokazuju
valno-cesticnu prirodu svjetlosti?
====c
====h
-
7/28/2019 2_Svjetlo
15/30
Dualna priroda svjetlosti
http://dev.physicslab.org/Document.aspx?doctype=3&filename=AtomicNuclear_Du
alNature.xml
http://phet.colorado.edu/simulations/sims.php?sim=Photoelectric_Effect
Moze li se fotoelektricni efektobjasniti valnom prirodom
svjetlosti?
Zasto?
-
7/28/2019 2_Svjetlo
16/30
Spektroskopija (Fraunhofer)
Bavi se elektromagnetskim zraenjem
-
7/28/2019 2_Svjetlo
17/30
to je spektar?
Ovisnost intenziteta svjetlosti iz nekog izvora o
valnojduljini.
Spektar Sunca
Zasto se onda Sunce cini zutim?
-
7/28/2019 2_Svjetlo
18/30
to je spektar?
Ovisnost intenziteta svjetlosti iz nekog izvora o
valnojduljini.
Spektar Sunca
-
7/28/2019 2_Svjetlo
19/30
Spektroskopija iSpektroskopija i atomskaatomska fizikafizika
VrsteVrste spektaraspektara::
kontinuiranikontinuirani nemanema spektralnihspektralnih
linijalinija
apsorpcijskiapsorpcijski tamnetamne linijelinije nana
kontinuiranomkontinuiranom spektruspektru
emisijskiemisijski izoliraneizolirane linijelinije
-
7/28/2019 2_Svjetlo
20/30
Spektroskopija iSpektroskopija i atomskaatomska fizikafizika
VrsteVrste spektaraspektara::
kontinuiranikontinuirani nemanema spektralnihspektralnih
linijalinija
apsorpcijskiapsorpcijski tamnetamne linijelinije nana
kontinuiranomkontinuiranom spektruspektru
emisijskiemisijski izoliraneizolirane linijelinije
-
7/28/2019 2_Svjetlo
21/30
Izvori svjetlosti
Diskretni prijelaziLinijski spektri atoma
Fraunhofer,(L. PonomarevKvantnakocka,Moderna fizika,
Zagreb)
-
7/28/2019 2_Svjetlo
22/30
Izvori svjetla
Zraenje crnog tijela
Emitirano zraenje kaofunkcija valne duljine
-
7/28/2019 2_Svjetlo
23/30
Emitirano zraenje ovisi oTEMPERATURI.Mi bi eljeli Sunce; 6000
K
Izvori svjetla
Zraenje crnog tijela Gorenje (temperatura) Lime light (zagrijani
vapnenac) arulja (ari) ovisno temperaturidobivamo zraenje (spektar)
Ako radi na vioj temperaturi imamobijelo svjetlo Halogene arulje
(inertni plin + I ili Br) pomak prema
plavomhttp://www.handprint.com/HP/WCL/color12.html
-
7/28/2019 2_Svjetlo
24/30
Izvori svjetla
Zraenje crnog tijela Gorenje (temperatura) Lime light (zagrijani
vapnenac) arulja (ari) ovisno temperaturidobivamo zraenje (spektar)
Ako radi na vioj temperaturi imamobijelo svjetlo Halogene arulje
(inertni plin + I ili Br) pomak prema
plavomhttp://www.handprint.com/HP/WCL/color12.html
Emitirano zraenje ovisi oTEMPERATURI.Mi bi eljeli Sunce; 6000
K
-
7/28/2019 2_Svjetlo
25/30
I mi zraI mi zraimo!!!!imo!!!!
-
7/28/2019 2_Svjetlo
26/30
I mi zraI mi zraimo!!!!imo!!!!
-
7/28/2019 2_Svjetlo
27/30
Spektar Sunca spektar crnog tijela
Ima li bolje crno tijelo od Sunca?
-
7/28/2019 2_Svjetlo
28/30
Spektar Sunca spektar crnog tijela
Ima li bolje crno tijelo od Sunca?
grafit Ni-P slitine (e = 0.97) zid karbonskih nanocjevcica (e =
0.99)
Planckianlocus
-
7/28/2019 2_Svjetlo
29/30
Zakoni zracenja crnog tijela
"On the Law of Distribution of Energy in the Normal
Spectrum".Annalen der Physik 4 (1901)
Rayleigh-Jeansov zakon
4
2)(
ckTTB =
Planckov zakon
1
2)(
5
2
=
kT
hc
e
hcTB
Wienov zakon (pomaka)bTm =
Stefan-Boltzmannov zakon
32
45
4*
15
2
hc
kTj
=
=
-
7/28/2019 2_Svjetlo
30/30
Spektar iboja
nejednoznanost
Istu boju moemo dobiti
raznim spektralnimraspodjelama !!!!
metamerizam(spektrofotometar rjesava
stvar)
