1

Наставна средствафизике

Класификација 3 – прилагођенаобради у оквиру предмета основна наставна средства очигледна дводимензионална и тродимензионална наставна

средства помоћна лабораторијска опрема наставна средства из механике чврстих тела наставна средства из механике течних и гасовитих тела наставна средства из молекуларне физике и топлоте наставна средства из електростатике и електродинамике наставна средства из акустике наставна средства из оптике наставна средства из атомске и нуклеарне физике посебни уређаји и збирке

Наставна средстваиз оптике

2

Геометријска и физичкаоптика Основне величине и принципи Извори светлости Помоћни делови и оптички елементи Оптички системи Учила, комплети, збирке Пројектори Оптички инструменти

Лупа Микроскоп Дурбини и телескопи

Геометријска оптика

Светлост је ЕМ талас Ако је таласна дужина светлости неколикопута мања од величине препрека Светлост се понаша као зрак - област физикеје геометријска оптика

Ако светлост интерагује са “малим”телима Светлост се понаша као талас – областфизике је таласна оптика

Брзина светлости Галилеј Оле Ремер – 1676. Јупитерови сателити c=2,9972458 H 108m/s≈3H108m/s

3

Закони геометријске оптике. Одбијање и преламање

Закон праволинијског простирања светлости Закон независног простирања зракова. Закон одбијања

Угао под којим се светлост рефлектује је једнак њеномупадном углу.

Упадни зрак, нормала и одбојни зрак леже у истојравни а углови се мере у односу на нормалу То важи и за глатке и за неравне површине (за свакињихов приближно раван део)

Зато неравне површине видимо са свих страна (ми, одећа, лишће, ) а равне само са једне (огледало)

Закон преламања

4

Брзина светлости зависи од структуресредине

Индекс преламања је: n=c/v

Увек је n≥1 За гасове

n≈1 За воду

n=1,33 За лед

n=1,309

Снелијусов закон преламања

Тотална унутрашњарефлексија Огледала рефлектују до 90%

Где је остатак? Потпуна рефлексија се догађа када светлостнаилази из средине у којој се спорија (већииндекс преламања) а треба да пређе у средину укојој је бржа (мањи индекс преламања)

Под одређеним условима се догађа тоталнарефлексија

Угао под којим се догађа је критични угао

5

Критични угао за дијамант 24,4о Светлост када уђе тешко излази из дијаманта

Дисперзија(разлагање) светлости

Њутн 1672. –разложио Сунчевусветлост на боје

Дисперзија –процес променеправца кретањасветлости уследразлике у талaснојдужини

Преломни угао зависи од индексапреламања (брзине) а он зависи одталасне дужине светлости

Индекс преламања расте са смањењемталасне дужине Највећи је за љубичасту светлост –она више скреће од црвене

6

Дуга се види насупротној страни одСунца када јепозадина тамна(олујно небо)

Сочива Име од поврћа којеличи на конвексна –сабирна сочива

Праве се од стаклаили провиднихпластика

Индекс преламањаје већи од ваздуха

Фокус (жижа) сочива

Што је жижа ближесочиву сочиво јемоћније – већа мује оптичка моћ

Код конкавних –расипнихсочива жижнадаљина иоптичка моћ сунегативне

7

Карактеристични зраци танкихсочива и формирање лика

Зрак који улази у сабирно сочиво паралелнооптичкој оси након преламања пролази крозжижу са његове друге стране (зраци 1 и 3 саслике 12.9)

Зрак који улази у расипно сочиво паралелно оси, након преламања се креће као да долази изжиже са исте стране сочива (зраци 1 и 3 са слике12.10)

Зрак који пролази кроз центар сочива не мењаправац кретања

Важи и реверзибилност путања

EOF и FDC су слични CD/CF=EO/OF CD/EO=CF/OF=(l-f)/f

ABO и CDO су слични AB/AO=CD/OC CD/EO=l/p

8

Реалан лик Може да се пројектује на екран, филм, ретину Код сабирних сочива када је p>f, лик је

обрнут, умањен и реалан

Виртуелан (имагинаран) лик Не може ... Нпр. кад лупу приближимо предмету, тј. буде p

9

Огледала

Равна кућна, огледала за надзор, код зубара, зашминку, ...

Рефлектују светлост Равно огледало –лик на истомрастојању са другестране огледала –имагинаран/виртуелан (не може да сепројектује – непостоји изаогледала)

Сабирно огледало –жижна даљина јепозитивна

Што је жижа мањамоћније је

Расипно огледало, фокус је иза њега паје жижна даљинанегативна

правила: Зрак који се

приближавасабирном огледалупаралелно саоптичком осом, након одбијањапролази кроз његовфокус који је наистој страниогледала

Зрак који сеприближаварасипном огледалупаралелно саоптичком осом, након одбијања секрећу као да им јепочетак у жижи којасе налази изаогледала

10

Из сличноститроуглова следида важе релацијеоблика (12.5) и(12.6)

Конструкцијалика за p>f (12.18)

Лик је реалан, умањен иизврнут (увећањенегативно) –случај 1 кодсочива

Конструкцијалика за p

11

Оптички инструменти

Лупа Микроскоп, ...

Микроскоп Користи светлост и систем сочива за добијањеувећане слике малих узорака.

Моћ раздвајања ока је око 0,1 мм (ограничена даљином јасног вида од

25 цм) Лупе око 0,01 мм Микроскопа 0,0001мм, тј. 0,1 микрометар

Најједноставнији микроскоп (два сабирна сочива– објектив и окулар) конструисан пре око 400 година (Ханс и Захаријас Јенсен (1580-1638)– холанђани,

Галилеј, Хајгенс, Левенхук (1632-1723))

Објектив – систем сочива која се понашајукао једно сабирно сочиво које увећавапредмет и даје реалан лик предмета малодаљег од жиже

Окулар – систем сочива која имају улогулупе која увећава додатно лик Коначни лик је увећан, имагинаран и изврнут.

12

Таласна оптика Светлост је ЕМ талас на који је наше окоосетљиво (380 nm

13

Објашњење преламања узпомоћ Хајгенсовог принципа

Свака тачка раздеобнеповршине је изворсекундарних таласа.

Уколико је брзина у доњојсредини мања секундарниталаси ће у њој за истовреме прећи мањерастојање него у првој паталасни фронт мењаправац.

Пролазак светлости и звука кроз врата. (Колика је таласна дужина звука?)

Пролазак светлости кроз малиотвор и савијање (дифракција)

14

Јангов експеримент садва прореза

Њутново честично гледиште на светлост Хајгенсово – таласно 1801. Јангов експеримент дифракције на два прореза Зашто то не региструјемо у свакодневним околностима?

Светлост мора да интерагује са нечим малим –упоредивим са њеном таласном дужином

Светлост није кохерентна. Јанг је направио кохерентнусветлост (фазна разлика је константна) пропуштајући јепрво кроз један прорез

Након проласка кроз два прореза долази доинтерференције секундарних таласа

Сложена светлост интерферира по свакој боји појединачно– боље је да се узме монохроматски извор

Након пролаза кроз прорезе дифрактује у семициркуларнеталасе

На местима где се поклопе брегови (или доље) долази допојачања, ...

15

Разликапређених путеваје

Заклон је на растојању много већем одудаљености прореза па је угао исти за све зракекоји иду у исту тачку.

Слабљење – деструктивнаинтерференција

Појачање – конструктивнаинтерференција

Дифракција на више прореза идифракција на једном прорезу

Исти процес се дешава и када је у питањуједан отвор али и када их је више

Оптички систем са више отвора –дифракциона решетка

На решетци се добија слика слична онојна два прореза али је израженија

Формуле за дифракцију на решетци суисте као и за дифракцију на два прореза.

16

Разлика је што јесада централнимаксимум великогинтензитета аостали су многослабији.

Слабљење – деструктивнаинтерференција

17

Рефлексиона дифракционарешетка

Путања 1 једужа донаиласказрака наглатки деорешеткеали је краћанаконрефлексије

Разликапутева

CD и DVD као рефлексионарешетка

18

Лењир као (рефлексиона) дифракциона решетка Нобеловац (1981. ) Arthur Leonard

Schawlow