R.sūdžiūvienė. Optika

OptikaOptika

TurinysTurinys Tiesiaeigis šviesos sklidimas. Šviesos atspindys. Šviesos lūžimas. Visiškasis atspindys. Prizmė. Lęšiai. Lęšiai. Pagrindinės sąvokos ir dydžiai. Lęšiais gaunamų atvaizdų braižymas:Lęšiais gaunamų atvaizdų braižymas:

Glaudžiamojo lęšiu gaunami atvaizdai.Sklaidomuoju lęšiu gaunami atvaizdai.

Optiniai prietaisai:Optiniai prietaisai:Lupa.Teleskopas.Fotoaparatas.Mikroskopas.

Akies optinė sandara. ŠŠviesos dispersija Šviesos interferencija Šviesos difrakcija Šviesos poliarizacija

Tiesiaeigis šviesos Tiesiaeigis šviesos sklidimassklidimas

Atgal į turinį...

Teorija

Ekranas;

Neskaidrus kūnas;

Taškinis šviesos šaltinis;

Šviesos spinduliai;

Šešėlis;

Pusšešėlis.

Pabaiga

Atgal į turinį... Vizual.

Tiesiaeigis šviesos sklidimasTiesiaeigis šviesos sklidimas

Kai kūnų (kliūčių) matmenys prilygsta šviesos bangos ilgiui, šviesa difraguoja, t.y. ima sklisti ne tiesiai (Plačiau skyriuje “šviesos difrakcija”). Sklidimo kryptis taip pat kinta, šviesai krintant į dviejų skirtingų aplinkų ribą (Plačiau skyriuje “šviesos lūžimas”).

Taškinis šaltinis – tai šviesos šaltinis, kurio matmenys mažesni už atstumą nuo jo iki stebėtojo;Tiesioginis šviesos sklidimo dėsnis: vienalytėje aplinkoje šviesa sklinda tiesiai; Šviesos spinduliai – yra linijos, statmenos bangų paviršiams ir rodančios šviesos sklidimo kryptį;Todėl ir susidaro visų neskaidrių kūnų šešėliai t.y. sritys į kurias nepatenka šviesos energija;Šešėlis – tai erdvės dalis, į kurią nepatenka šviesos šaltinio spinduliai;Pusšešėlis – sritis į kurias vienų šviesos šaltinių spinduliai patenka, o kitų – nepatenka;

Pabaiga

Šviesos atspindysŠviesos atspindys

MNMN – paviršius (pvz., – paviršius (pvz., veidrodis);veidrodis);CCOO – statmuo; – statmuo;AAOO – kritęs – kritęs spindulys;spindulys;αα – kritimo kampas; – kritimo kampas;OBOB – atsispindėjęs – atsispindėjęs spindulys;spindulys;ββ – atspind – atspindžžio io kampas.kampas.

α β

A

O

C B

M N

Atgal į turinį... Teorij

aFilm.

Pabaiga

Atgal į turinį... Vizual. Film.


Šviesos atspindžio dėsnis:

•Krintantis spindulys (k), atsispindėjęs spindulys (a) ir dviejų aplinkų ribai kritimo taške iškeltas statmuo yra vienoje plokštumoje;

•Atspindžio kampas β lygus kritimo kampui α;

•Šviesos spinduliams būdinga apgręžtumo savybė.

Kritimo kampu vadinamas kampas α, kurį sudaro krintantys spindulys ir jo kritimo taške nubrėžtas statmuo paviršiui.

Atspindžio kampu vadinamas kampas β kurį sudaro atsispindėjęs spinduliai ir jo kritimo taške nubrėžtas statmuo paviršiui.Šviesos atspindys gali būti veidrodinis ir sklaidusis (difuzinis). Veidrodiniu atspindys susidaro, kai paviršiaus nelygumai mažesni už šviesos bangos ilgį. Atspindintis paviršius šiuo atveju vadinamas veidrodiniu paviršiumi arba veidrodžiu. Sklaidusis (difuzinis) atspindys susidaro, kai paviršiaus nelygumai didesni už šviesos bangos ilgį.

Plokščiame veidrodyje susidariusio atvaizdo savybės:

•atvaizdas yra simetriškas;

•atvaizdas yra menamas.

Pabaiga

Atgal į turinį... Teorija Vizual.


Šviesolaidyje Trikampėje prizmėje

Pabaiga

Šviesos lūžimasŠviesos lūžimas

C

A

O

E B

M N

α

γ

MN – dviejų aplinkų skiriamoji riba;

AO – krintantysis šviesos spindulys;

CE – statmuo iškeltas kritimo taške skiriamųjų aplinkų ribai;

α – kritimo kampas;

OB – lūžęs spindulys;

γ – lūžio kampas;

n1 , n2 – absoliutinis lūžio rodiklis;

n1< n2 .

Atgal į turinį... Teorija

Film.

n1

n2

Pabaiga

Medžiagos lūžio rodiklis tuštumos (vakuumo) atžvilgiu vadinamas tos medžiagos absoliutiniu lūžio rodikliu;

Absoliutinis lūžio rodiklis parodo, kiek kartų šviesos greitis c vakuume yra didesnis už šviesos greitį v atitinkamoje medžiagoje:


.sin

sinconstn


v

cn 1

Terpė – tai vakuumas arba kiekviena skaidri medžiaga, kuria gali sklisti šviesa;Krintantis spindulys – į dviejų skirtingų terpių sandūra krintantis spindulys;Lūžęs spindulys – iš pirmosios terpės į anąją perėjęs spindulys; Kritimo kampas α – kampas tarp krintančiojo spindulio ir statmens paviršiui kritimo taške;Lūžio kampas γ – kampas tarp lūžusio spindulio ir statmens paviršiui lūžimo taške;

Šviesos lūžimo dėsnis: •krintantysis spindulys, lūžęs spindulys ir per kritimo tašką nubrėžtas statmuo terpes skiriančiam paviršiui yra vienoje plokštumoje;•kritimo kampo sinuso ir lūžio kampo sinuso santykis toms dviem terpėms yra pastovus dydis:

•krintančiajam bei lūžusiam šviesos spinduliui taip pat būdinga apgręžiamumo savybė.

n – santykinis lūžio rodiklis;

2

1

1

221 v

v

n

nn

Santykinis šviesos lūžio rodiklis n21 (antrosios terpės lūžio rodiklis pirmosios terpės atžvilgiu) rodo kiek kartų šviesos greitis pirmoje terpėje skiriasi nuo jos greičio antroje:

Čia n1 , n2 – absoliutiniai pirmosios ir antrosios terpės lūžio rodikliai, v1 – šviesos greitis pirmoje terpėje, v2 - šviesos greitis antroje terpėje.

Pabaiga


Atgal į turinį... Teorija

Vizual.

Oras

Vanduo

Šviesos lūžimas einant šviesos spinduliam iš optiškai retesnės į optiškai tankesnę terpę

Pabaiga

Visiškasis atspindysVisiškasis atspindys

A

O C

D

M N

E

α

β

γ

Atgal į turinį...

MN – dviejų aplinkų (stiklo ir oro) skiriamoji riba;EH – statmuo iškeltas kritimo taške skiriamųjų aplinkų ribai.AO – krintantis šviesos spindulys;α – kritimo kampas;OD – atsispindėjęs spindulys;γ – atspindžio kampas;OC – lūžęs spindulys;β = 900 – lūžimo kampas.

H

Teorija

Film.

Pabaiga



Visiškai atsispindi tie spinduliai, kurių αo > αrib .

Visiškasis vidaus atspindys pritaikomas labai plonuose (apie 0,005 mm skersmens) stiklo kabeliuose, vadinamuose šviesolaidžiais, kuriuose šviesa visiškai atsispindi daug kartų.

Technikoje šviesolaidžiais perduodama informacija, jie naudojami sunkiai prieinamoms vietoms apšviesti ir apžiūrėti.

Šviesolaidį galite pamatyti čia

Visiškasis šviesos atspindys gali vykti tik tuomet, kai šviesa pereina iš optiškai tankesnės terpės į optiškai retesnę terpę:

Kritimo kampas α0 kurį atitinka lūžio kampas, lygus 90°, vadinamas ribiniu visiškojo atspindžio kampu αrib :

;1

sin

;1

90sin

sin

1

1

n

n

rib

orib

Čia n1 – optiškai tankesnės aplinkos lūžio rodiklis

Pabaiga

ŠviesolaidisŠviesolaidis

Atgal į turinį... Teorija Vizual.Film.

Pabaiga



Šviesa eina iš optiškai tankesnės į optiškai retesnę terpę – atsispindi

Oras

Stiklas

Pabaiga

PrizmėPrizmė

N

φ

α

δ

AB

M

C D

Prizmėφ – dvisienis kampas tarp prizmės paviršių, vadinamas laužiamuoju kampu;MN – dviejų paviršių susikirtimo tiesė, vadinama laužiamąja briauna;A – į prizmę kritęs spindulys;α – spindulio kritimo kampas;CD – prizmėje lūžęs spindulys;B – iš prizmės išėjęs spindulys;δ – iš prizmės išėjusios spindulio nuokrypio kampas nuo pradinės krypties.


aFilm.

Pabaiga


PrizmėPrizmėPrizmė - tai du vienodi daugiakampiai sujungti lygiagrečiomis atkarpomis.

Vienspalvei šviesai pereinant trikampę prizmę, kurios medžiaga optiškai tankesnė už ją supančią aplinką, spinduliai pakrypsta prizmės pagrindo link.

Prizmėje šviesos spindulys du kartus lūžta prizmės šoninėse sienose ir kiekvieną kartą keičia sklidimo kryptį. Pilnas spindulio nuokrypis nuo pradinės sklidimo krypties priklauso nuo spindulio kritimo į prizmę kampo α ir nuo prizmės laužiamojo kampo φ.

21

Čia α1 – spindulio kritimo į prizmės pirmąją sienelę kampas, γ2 spindulio lūžio antroje sienelėje kampas, φ – prizmės laužiamasis kampas.

Praėjusi pro trikampę prizmę, balta šviesa suskyla į spektrą (Plačiau skyriuje “šviesos dispersija”).

Spindulio nuokrypio kampas δ randamas taikant formulę

Prizmės naudojamos spektroskopuose, periskopuose žiūronuose ir kitur.

Pabaiga


PrizmėPrizmė

Įvairios spalvų šviesos spindulių eiga per trikampę prizmę.

Pabaiga

LęšiaiLęšiai

Iškilieji, arba glaudžiamieji lęšiai:

Įgaubtieji arba sklaidomieji lęšiai:

Atgal į turinį...

Žymimas

Žymimas

Teorija

Pabaiga


LęšiaiLęšiai Lęšiu vadinamas šviesai skaidrus kūnas, kurį nuo aplinkos skiria du sferiniai paviršiai (vienas jų gali būti ir plokščias). Paviršių kreivumo spinduliai yra R1 ir R2.

Lęšiai dažniausiai gaminami iš optinio stiklo.

Iškilas lęšis yra toks, kurio vidurys yra storesnis už kraštus.

Įgaubtas lęšis yra toks, kurio kraštai storesni už vidurį.

Lęšiai yra klasifikuojami pagal tokią schemą:

Pabaiga

Lęšiai. Pagrindinės sąvokos ir Lęšiai. Pagrindinės sąvokos ir dydžiaidydžiai

O1 O2

B1

B2

Glaudžiamasis lęšis;Sklaidomasis lęšisO1O2 – pagrindinė optinė ašis;

B1B2 – šalutinė optinė ašis;

O - optinis centras;

F- pagrindinis lęšio židinys;

F1F2 – židinio plokštuma;

A, B - į lęšį krintantys spinduliai.

O

F1

F2

A

B

Atgal į turinį...

F

Teorija

O1O2

B1

B2

O

F1

F2

A

B

F

Film.

Pabaiga


Lęšiai. Pagrindinės sąvokos ir Lęšiai. Pagrindinės sąvokos ir dydžiaidydžiai

Atstumas nuo lęšio optinio centro iki židinio vadinamas lęšio pagrindinio židinio nuotoliu ir žymimas ta pačia raide F. Plokštuma, einanti per židinį statmenai pagrindinei ašiai, vadinamas lęšio židinio plokštuma.

Sakykime, lęšio kreivumo spinduliai yra R1 ir R2, o lęšį ribojančių sferinių paviršių centrai yra O1 ir O2:

Tiesė einanti per sferinių paviršių centrus O1 ir O2, vadinama lęšio pagrindine optine ašimi. Taškas O vadinamas lęšio optiniu centru. Bet kuri tiesė, einanti per lęšio optinį centrą, vadinama lęšio šalutine optine ašimi.

Spinduliai, lygiagretūs lęšio pagrindinei optinei ašiai, praėję pro glaudžiamąjį lęšį, lūžta ir susikerta viename taške, kuris vadinamas lęšio pagrindiniu židiniu ir žymimas raide F. Glaudžiamojo lęšio pagrindinis židinys yra tikrasis.

Jei lęšis sklaidomasis, tai pagrindiniai optiniai ašiai lygiagretūs spinduliai, perėję lęšį, lūžta ir sklinda skleistiniu pluoštu, o jų tęsiniai susikirs viename taške – sklaidomojo lęšio pagrindiniame židinyje F. Sklaidomojo lęšio pagrindinis židinys yra menamas.

Lęšio laužiamoji geba – dydis, atvirkščias lęšio pagrindinio židinio nuotoliui. Ji žymima raide D:

;1

FD

Lęšio laužiamoji geba matuojama dioptrijomis, kurios sutrumpintai žymimos ta pačia raide D:

[D] = 1 m-1 = 1 D.

Pabaiga


LęšiaiLęšiai

Šviesos spindulių eiga per iškiląjį (glaudžiamąjį) lęšį.

Šviesos spindulių eiga per įgaubtąjį (sklaidomąjį) lęšį.

Pabaiga

Glaudžiamuoju lęšiu gaunami Glaudžiamuoju lęšiu gaunami atvaizdaiatvaizdai

1. Daiktas nutolęs didesniu negu dvigubu židinio nuotoliu nuo lęšio.

2. Daiktas nutolęs dvigubu židinio nuotoliu nuo lęšio.

3. Daiktas nutolęs nuo lęšio atstumu, didesniu už židinio nuotolį, bet mažesniu už dvigubą židinio nuotolį.

4. Daiktas glaudžiamojo lęšio židinyje.

5. Daiktas nutolęs mažesniu atstumu nei glaudžiamojo lęšio židinys.

Atgal į turinį...

Daiktas AB nutolęs nuo lęšio Daiktas AB nutolęs nuo lęšio atstumu d > 2atstumu d > 2FF

O1 A

B

F2F 2FFA1

B1

O O2

Glaudžiamasis lęšis;O1O2 – pagrindinė optinė ašis;

O – optinis centras;F – glaudžiamojo lęšio židinio nuotolis;2F – dvigubas glaudžiamojo lęšio židinio nuotolis;AB – daiktas;Šviesos spinduliai;A1B1 – gautas tikrasis, apverstas, sumažintas daikto atvaizdas.


aPabaiga

Daiktas AB nutolęs nuo lęšio Daiktas AB nutolęs nuo lęšio atstumu d atstumu d == 2 2FF

Glaudžiamasis lęšis;O1O2 – pagrindinė optinė ašis;

O – optinis centras;F – glaudžiamojo lęšio židinio nuotolis;2F – dvigubas glaudžiamojo lęšio židinio nuotolis;AB – daiktas;Šviesos spinduliai;A1B1 – gautas tikrasis, apverstas,

natūralaus dydžio daikto atvaizdas.

O1A

B

F2F 2FF

A1

B1

O O2


aPabaiga

Daiktas AB nutolęs nuo lęšio Daiktas AB nutolęs nuo lęšio atstumu atstumu

F < d < 2FF < d < 2FGlaudžiamasis lęšis;O1O2 – pagrindinė optinė ašis, O – optinis centras;F – glaudžiamojo lęšio židinio nuotolis;2F – dvigubas glaudžiamojo lęšio židinio nuotolis;AB – daiktas;Šviesos spinduliai;A1B1 – gautas tikrasis, apverstas, padidintas daikto atvaizdas.

O1A

B

F2F 2FF

A1

B1

O O2


aPabaiga

Daiktas nutolęs nuo lęšio Daiktas nutolęs nuo lęšio atstumu atstumu

dd = F = FGlaudžiamasis lęšis;O1O2 – pagrindinė optinė ašis; O – optinis centras;F – glaudžiamojo lęšio židinio nuotolis;2F – dvigubas glaudžiamojo lęšio židinio nuotolis;AB – daiktas;Šviesos spinduliai;Atvaizdas nesusidaro.

O1A

B

F2F 2FFO O2


aPabaiga


d < Fd < FGlaudžiamasis lęšis;O1O2 – pagrindinė optinė ašis, O – optinis centras;F – glaudžiamojo lęšio židinio nuotolis;2F – dvigubas glaudžiamojo lęšio židinio nuotolis;AB – daiktas;Šviesos spinduliai; A1B1 – gautas menamas, neapverstas, padidintas daikto atvaizdas.

O1

A

B

F2F 2FFO O2

A1

B1


aPabaiga

Sklaidomuoju lęšiu gaunami Sklaidomuoju lęšiu gaunami atvaizdaiatvaizdai

1. Daiktas nutolęs dvigubu židinio nuotoliu nuo lęšio.

2. Daiktas nutolęs nuo lęšio atstumu lygiu židinio nuotoliui.

3. Daiktas nutolęs nuo lęšio mažesniu nei glaudžiamojo lęšio židinys atstumu.

Atgal į turinį...

Daiktas AB nutolęs nuo lęšio Daiktas AB nutolęs nuo lęšio atstumu d atstumu d == 2 2FF

O2

Sklaidomasis lęšis;O1O2 – pagrindinė optinė ašis, O – optinis centrasF – sklaidomojo lęšio židinio nuotolis;2F – dvigubas sklaidomojo lęšio židinio nuotolis;AB – daiktas;Šviesos spinduliai; A1B1 – gautas menamas, neapverstas, sumažintas daikto atvaizdas.

O1A

B

F2F 2FF

B1

A1

Atgal į turinį...

O

Teorija

Pabaiga

Daiktas AB nutolęs nuo lęšio Daiktas AB nutolęs nuo lęšio atstumu atstumu

d d = = FFSklaidomasis lęšis;O1O2 – pagrindinė optinė ašis, O – optinis centras;F – sklaidomojo lęšio židinio nuotolis;2F – dvigubas sklaidomojo lęšio židinio nuotolis;AB – daiktas;Šviesos spinduliai; A1B1 – gautas menamas, neapverstas, sumažintas daikto atvaizdas.

O1A

B

F2F 2FF

B1

A1

Atgal į turinį...

O O2

Teorija

Pabaiga


d < Fd < FSklaidomasis lęšis;O1O2 – pagrindinė optinė ašis, O – optinis centras;F – sklaidomojo lęšio židinio nuotolis;2F – dvigubas sklaidomojo lęšio židinio nuotolis;AB – daiktas;Šviesos spinduliai; A1B1 – gautas menamas, neapverstas, sumažintas daikto atvaizdas.

O1A

B

F2F 2FFO

B1

A1

Atgal į turinį...

O2

Teorija

Pabaiga

Lęšiais gaunamų atvaizdų Lęšiais gaunamų atvaizdų braižymas:braižymas:

Atgal į turinį...

Glaudžiamieji

Sklaidomieji

Pagrindiniai spinduliai, naudojami lęšiais gaunamiems atvaizdams braižyti:• spindulys, einantis per lęšio optinį centrą ir sutampantis su šalutine optine ašimi, nelūžta;• spindulys, lygiagretus su pagrindine optine ašimi, lūžęs eina per lęšio pagrindinį židinį;• spindulys, einantis per lęšio pagrindinį židinį, lūžęs išlieka lygiagretus su pagrindine optine ašimi.

Daikto atvaizdo gavimas glaudžiamuoju lęšiu:

Daikto atvaizdo gavimas sklaidomuoju lęšiu:

Lęšiais gaunamo daikto atvaizdo svarbiausios ypatybės: • padidintas, sumažintas;• apverstas, neapverstas;• tikras, menamas.

Pabaiga

LupaLupa

Atgal į turinį...

O1

A

B

F FO O2

Glaudžiamasis lęšis;O1O2 – pagrindinė optinė ašis, O – optinis centras;F – glaudžiamojo lęšio židinio nuotolis;AB – daiktas;Šviesos spinduliai; Šalutinės optinės ašys;A1B1 – gautas menamas, neapverstas, padidintas daikto atvaizdas.

A1

B1

Teorija

Film.

Pabaiga


LupaLupa

Lupa (didinamasis stiklas) yra trumpo židinio nuotolio glaudžiamasis lęšis su aptaisais, naudojamas smulkiems daiktams įžiūrėti.

Stebimas daiktas dedamas tarp lęšio ir jo pagrindinio židinio;

Daiktas paprastai dedamas nuo lęšio tokiu atstumu, kad jo atvaizdas susidarytų geriausio matymo nuotoliu (f = 25 cm). Įvairaus židinio nuotolio lupos didina nuo 2,5 iki 25 kartų.

Pabaiga


LupaLupa

Vaizdas kurį matome žiūrėdami per lupą

Pabaiga

TeleskopasTeleskopas

Atgal į turinį...

Q1 – objektyvas, Q2 – okuliaras;F1 – objektyvo židinio nuotolis, F2 – okuliaro židinio nuotolis;AB – daiktas;Šviesos spinduliai;A1B1 – gautas tikras, apverstas, sumažintas daikto atvaizdas;A2B2 – padidintas, menamas, apverstas daikto atvaizdas.

Q1 Q2F1 F1 F2 F2A

B

A1

B1

A2

B2

Teorija

Pabaiga


TeleskopasTeleskopas

Teleskopas yra optinis prietaisas tolimiems objektams stebėti. Jis sudarytas iš dviejų glaudžiamųjų lęšių: objektyvo (ilgo židinio nuotolio lęšio) ir okuliaro (trumpo židinio nuotolio lęšio).Šiuolaikinių teleskopų refraktorių ilgis siekia iki 20 m, o objektyvo skersmuo - 1 m. Teleskopas refraktorius sudarytas iš dviejų glaudžiamųjų lęšių: objektyvo ir okuliaro. Stebint teleskopu, į akis patenka tiek kartų daugiau šviesos, kiek kartų objektyvo plotas didesnis už akies vyzdžio plotą.Štai kodėl silpniems ir tolimiems dangaus objektams tirti gaminami kiek galint didesnio skersmens teleskopai.Teleskopas padeda atskirti žvaigždes, esančias arti viena kitos, įžiūrėti silpnas žvaigždes ir pastebėti silpną ūkų šviesą.

Pabaiga

FotoaparatasFotoaparatasNeperšviečiama kamera;Šviesai jautri juostelė;Q1 – objektyvas;F1 – objektyvo židinio nuotolis;AB – daiktas;Šviesos spinduliai;A1B1 – gautas tikras, apverstas, sumažintas daikto atvaizdas.

Q1

F1 F1

A

BA1

B1


aPabaiga


FotoaparatasFotoaparatas

Fotoaparatu vadinamas prietaisas daiktų atvaizduoti gauti šviesai jautrioje medžiagoje. Fotoaparatą sudaro neperšviečiama kamera, kurios užpakalinėje sienelėje yra šviesai jautri plokštelė arba fotojuosta, o priekinėje dalyje – objektyvas, kurį sudaro vienas ar keli lęšiai.

Atidengus objektyvą tam tikram laiko tarpui, kuris vadinamas ekspozicijos trukme, šviesa paveikia jautrųjį plokštės sluoksnį, įvyksta fotocheminė reakcija ir susidaro daikto atvaizdas.

Pabaiga

MikroskopasMikroskopas

Q1 Q2F1 F1 F2 F2A

BA1

B1

B2

A2

Atgal į turinį...

Q1 – objektyvas, Q2 – okuliaras;F1 – objektyvo židinio nuotolis, F2 – okuliaro židinio nuotolis;AB – daiktas;Šviesos spinduliai;A1B1 – gautas tikras, apverstas, padidintas daikto atvaizdas;A2B2 – padidintas, menamas, apverstas daikto atvaizdas.

Teorija

Pabaiga


MikroskopasMikroskopasMikroskopas yra prietaisas mažų daiktų padidintam atvaizdui gauti.

Jo optinė sistema sudaryta iš dviejų glaudžiamųjų lęšių: objektyvo (trumo židinio nuotolio lęšio, prieš kurį dedamas daiktas) ir okuliaro (ilgo židinio nuotolio lęšio, pro kurį žiūrima).

Mikroskopo objektyvas sukuria tikrą, padidintą, apverstą daikto atvaizdą ,o mikroskopo okuliaras sukuria menamą, padidintą atvaizdą.

Objektyvas ir okuliaras paprastai įtaisomi viename vamzdyje taip, kad būtų galima keisti atstumą tarp jų. Šiuolaikinis mikroskopas gali padidinti daikto atvaizdą iki 3000 kartų.

Pabaiga

Akies optinė sandaraAkies optinė sandara

Ragena

Lęšiukas

Tinklainė

Stiklakūnis

Atgal į turinį...

Spindulių susikirtimas normalioje akyje

Spindulių susikirtimas trumparegėje akyje

Spindulių susikirtimas toliaregėje akyje

Teorija

Pabaiga


AkisAkis

Akies prisitaikymas matyti įvairiai nuo jos nutolusius daiktus vadinamas akies akomodacija.

Mažiausias atstumas, kuriuo akis be ypatingo raumenų įtempimo gali matyti daikto detales, vadinamas geriausio matymo nuotoliu. Sveikos akies geriausias matymo nuotolis yra 25 cm.

Akis – regos organas. Akies optinė sandara panaši į fotoaparato sandarą. Akies optinę sistemą sudaro ragena, lęšiukas, bei stiklakūnis. Ši sistema veikia kaip mažo židinio nuotolio glaudžiamasis lęšis. Pagrindinė akies dalis yra lęšiukas. Jį laikantys raumenys gali susitraukti arba atsipalaiduoti. Taip keičiamas lęšiuko storis, o kartu ir židinio nuotolis. Nuo kūno sklindantys spinduliai, praėję lęšiuką, akies tinklainėje sudaro tikrąjį, sumažintą ir apverstą atvaizdą, kuris sudirgina regimojo nervo galūnes. Šis signalas perduodamas į smegenis, ir žmogus mato neapverstą daikto atvaizdą.

Trumparegėje akyje daikto vaizdas susidaro ne tinklainėje, o prieš tinklainę. Kad vaizdas susidarytų trumparegių žmonių tinklainėje, naudojami akiniai su sklaidomaisiais lęšiais.

Toliaregėje akyje daikto atvaizdas susidaro už tinklainės. Toliaregiams tinka akiniai su glaudžiamaisiais lęšiais, nes jų akies laužiamąją gebą reikia padidinti.

• trumparegiams padeda akiniai su sklaidomaisiais lęšiais:

• toliaregiams padeda akiniai su glaudžiamaisiais lęšiais:

Regėjimo ydų taisymas:

Pabaiga

Šviesos dispersijaŠviesos dispersijaPrizmė;Ekranas su maža skylute; Lemputė;B - Iš lemputės išeinantis baltos šviesos spindulys;Q - Per prizmę einantys ir išeinantys lūžę spinduliai;D - Gaunamas spektras.

B

QD


aFilm.

Pabaiga


Šviesos dispersijaŠviesos dispersijaDispersija (šviesos sklaida) vadinamas baltos šviesos skaidymasis į spektrus. Balta šviesa yra sudėtinė. Praėjusi per trikampę prizmę, balta šviesa suskyla į spektrą: raudoną, oranžinę, geltoną, žalią, žydrą, mėlyną ir violetinę.Eidami per prizmę, tie spinduliai lūžta nevienodai: labiausiai – violetinė, mažiausiai – raudoniStiklinė prizmė išsklaido baltą šviesą į minėtas septynias sudedamąsias dalis. Tai paaiškinama tuo, kad baltą šviesą sudaro skirtingų ilgių elektromagnetinės bangos ir absoliutinis šviesos lūžio rodiklis n priklauso nuo šviesos greičio medžiagoje.Spalva — regėjimo pojūtis, kurį akyje sukelia tam tikro dažnio elektromagnetinė banga:• neskaidrūs kūnai yra tokios spalvos, kokios spalvos spindulius jie atspindi;• skaidrūs kūnai yra tokios spalvos, kokios spalvos spindulius jie praleidžia.Raudonos šviesos greitis prizmėje yra didžiausias, todėl jos absoliutinis lūžio rodiklis yra mažiausias; violetinės spalvos greitis prizmėje yra mažiausias, todėl jos absoliutinis lūžio rodiklis yra didžiausias.

Spalvų filtravimas ir maišymas. Jei baltąja šviesa apšviečiamas spalvotas filtras, pro jį prasiskverbia tik filtro spalvos (to paties bangos ilgio intervalo) šviesa, o kitų spalvų šviesa sugeriama. Tai filtravimas, arba spalvų skaidymas. Jei tokiu būdu išskirta dviejų skirtingų spalvų šviesa nukreipiama į baltą paviršių, akimi matoma trečia spalva (dviejų spalvų mišinys). Tai suminis spalvų maišymas (spalvų sudėtis) Spalvų maišymąsi galite pamatyti čia

Pabaiga


Spalvų maišymasisSpalvų maišymasis

Pabaiga

Susimaišius raudonai, žaliai ir mėlynai spalvai gaunama balta spalva


Šviesos dispersijaŠviesos dispersija

Pabaiga

Praėjusi per trikampę prizmę balta šviesa skyla į spektrą

Šviesos interferencijaŠviesos interferencija


aFilm.

Lemputė;

Z - Ekranas su viena maža skylute;

X – Ekranas su dviem viena šalia kitos esančiom skylutėm;

C – Ekranas;

Į ekraną krintantys spinduliai;

A,B – sritis, kur bangos užkloja viena kita;

Matomas tamsūs ir šviesūs ruožai srityje A, B;

Z

XC

A

B

Pabaiga


Interferencijios minimumai susidarys tose erdvės vietose, kur bangų eigos (kitaip tariant, nueito kelio) skirtumas Δd lygus nelyginiam pusbangių skaičiui. (λ – šviesos bangos ilgis)


.0,1,2,3,..k čia;2

2kd

.0,1,2,3,..k čia;2

1)(2kd

Dviejų ar kelių koherentinių bangų sudėtis vadinama bangų interferencija. Sinchroniškos (sutapančios laiko atžvilgiu) ir vienodo dažnio bangos vadinamos koherentinėmis, o jas sukeliantys šaltiniai – koherentiniais.

Interferencijios maksimumai susidarys tose erdvės vietose, kur bangų eigos (kitaip tariant, nueito kelio) skirtumas Δd lygus lyginiam pusbangių skaičiui. (λ – šviesos bangos ilgis)

Pabaiga



Pabaiga

Šviesos interferencija, Jungo modelis

Šviesos difrakcijaŠviesos difrakcija

1. Šviesos difrakcija, apšviečiant šviesa mažą kliūtį.

2. Šviesos difrakcija, apšviečiant šviesa plokštumos kraštą.

3. Šviesos difrakcija, apšviečiant difrakcinę gardelę.

Atgal į turinį...

Šviesos difrakcija apšviečiant mažą kliūtį


aFilm.

Šviesos šaltinis; Kliūtis;Ekranas;Šviesos spinduliai;Užlinkstantys spinduliai;Ekrane matomas vaizdas.

Pabaiga

Šviesos difrakcija apšviečiant Šviesos difrakcija apšviečiant plokštumąplokštumą


aFilm.

Neskaidri plokštuma;

Ekranas;

Lygiagretūs šviesos spinduliai;

Užlinkę spinduliai;

Ekrane matomas vaizdas.

Pabaiga

Šviesos difrakcija per difrakcinę gardelę


aFilm.

Difrakcinė gardelė;Glaudžiamasis lęšis;Ekranas, kuris yra židinio plokštumoje; Lygiagretūs šviesos spinduliai;Pro atskirus plyšius praėję šviesos pluošteliai;Užlinkę šviesos pluošteliai;

Per glaudžiamąjį lęšį praėję spinduliai;

Ekrane gautas vaizdas;

F

Pabaiga

Skaidraus plyšio (arba atspindžio juostos) ir neskaidraus tarpelio pločių suma vadinama gardeles konstanta ir paprastai žymima raide d. Pro atskirus plyšius praėję šviesos pluošteliai interferuoja ir tam tikromis kryptimis vienas kitą stiprina arba silpnina. Iš gretimų gardelės plyšių kampu φ sklindančių spindulių eigos skirtumas

Taigi, kai , spinduliai vienas kitą stiprina, o kai

Difrakcinį vaizdą ekrane galima gauti apšvietus šviesa kliūtį, kurios matmenys apytiksliai lygūs krintančios šviesos bangos ilgiui (d ≈ λ).

Šviesa taip pat užlinksta, pereidama labai mažų matmenų skylutę, neskaidrų diską, vielutę arba siaurą plyšį (žr. paveikslą).Plokštelėje specialia įranga įrėžus lygiagrečius rėžius, gauname neskaidriais tarpais perkirsti siauri šviesą praleidžiantys plyšiai. Tokia plokštelė vadinama skaidriąja difrakcine gardele. Difrakcinę atspindžio gardelę sudaro metalinis veidrodis, kurio paviršiuje vienodu atstumu įrėžta daugybė tos pačios formos lygiagrečių rėžių. Difrakcinių gardelių viename milimetre paprastai būna nuo kelių šimtų iki kelių tūkstančių rėžių.



4

2dl

sindAC

22sin

kd

Šviesos difrakcija vadinamas šviesos bangų, einančių pro kliūčių kraštą, užlinkimas (nukrypimas nuo tiesaus kelio).Difrakcija yra stebima atstumu l nuo kliūties, jei tenkinama sąlyga

Čia d – kliūties matmuo, λ - šviesos bangos ilgis.

2)12(sin kd

- silpnina; čia k = 0,1, 2, …Pabaiga



Difrakcija esant dviem plyšiam. Plyšių dydis kinta, o atstumas tarp plyšiu ne.

Difrakcija esant vienam plyšiui, kai keičiasi plyšio dydis.

Difrakcija esant dviem plyšiam. Plyšių dydis nekinta, o keičiasi atstumas tarp plyšiu.

Pabaiga

Šviesos poliarizacijaŠviesos poliarizacija


aFilm.

Lemputė;

Poliaroidas;

Ekranas;

Skersinės elektromagnetinės bangos;

Poliarizuota šviesa;

Pabaiga


Šviesos poliarizacijaŠviesos poliarizacijaŠviesos prigimtis yra skersinės elektromagnetinės bangos: kintantys didžiuliu dažniu elektrinis ir magnetinis laukai yra statmeni bangos sklidimo krypčiai.

Kadangi mūsų akis, reaguoja į elektrinio lauko virpesius, tai tik apie juos toliau ir kalbėsime.

Natūralioje šviesoje šie virpesiai vyksta visomis statmenomis spinduliui kryptimis.

Šviesa, kurioje elektrinio lauko virpesiai vyksta vienoje plokštumoje, vadinama poliarizuota (tiksliau sakant, plokščiai poliarizuota) šviesa. O tokios šviesos išskyrimas iš natūralios šviesos vadinamas šviesos poliarizacija.

Labai stipria poliarizacija pasižymi herapatito kristalai. 0,1 mm storio herapatito sluoksniu padengta plona lanksti celuloido plėvelė visiškai poliarizuoja praeinančią šviesą. Tokia optinė sistema vadinama poliaroidu arba poliarizaciniu šviesos filtru.

Natūrali šviesa, perėjusi poliaroidą tampa poliarizuota, t.y. jos vektorius E svyruoja kurioje nors plokštumoje .

Pabaiga


Šviesos poliarizacijaŠviesos poliarizacija

Plokščiai poliarizuotos elektromagnetinės bangos (mėlynos spalvos), o apskritiminės poliarizacijos elektromagnetinės bangos (raudonos spalvos),

Plokščiai poliarizuotos elektromagnetinės bangos perėjimas per poliarizatorių.

Pabaiga

NuorodosNuorodos

Atgal į turinį...

Šviesos atspindys.Šviesos lūžimas.Prizmė.Lęšis.Lęšis.Glaudžiamasis lęšis.Glaudžiamasis lęšis.Glaudžiamojo lęšiu gaunami atvaizdai.Glaudžiamojo lęšiu gaunami atvaizdai.Sklaidomuoju lęšiu gaunami atvaizdai. Sklaidomuoju lęšiu gaunami atvaizdai. LupaLupaMikroskopas.Mikroskopas.AkisAkisŠviesos dispersija.Šviesos dispersija.Šviesos interferencija.Šviesos interferencija.Šviesos difrakcija.Šviesos difrakcija.Šviesos poliarizacija.Šviesos poliarizacija.

Žemiau pateikiamos nuorodos į internete esančius optikos simuliacijas, kurias galima atlikti kompiuterio pagalba.

Pabaiga

Documents

R.sūdžiūvienė. Optika