Optyka, czyli nauka o świetle

Optyka, czyli nauka o świetle

Źródła światła – nazywamy nimi ciała, które wytwarzają światło.
- Naturalne: Słońce, inne gwiazdy, niektóre organizmy żywe, błyskawice;
- Sztuczne: żarówka, lampa uliczna, neony, sztuczne ognie;
- Wtórne: Księżyc, planety, znaki drogowe;

Oprócz gorących źródeł światła wyróżniamy zimne źródła światła (zjawiska zimnego światła nazywamy luminescencją). Rozróżniamy trzy rodzaje tego zjawiska:
- Bioluminescencja
- Fosforescencja
- Fluorescencja

Światło rozchodzi się w danym ośrodku ze stałą prędkością. C= 300 000 km/s

W ośrodkach jednorodnych (np. w próżni) światło porusza się po liniach prostych.

Jeżeli światło na swej drodze napotka ciało nieprzezroczyste, (czyli takie, które nie przepuszcza światła), na ekranie lub innym przedmiocie powstaje cień tego ciała.

Jeśli na drodze promieni świetlnych ustawimy różne ciała to zaobserwujemy zjawiska:
- Przenikania (ciała przezroczyste, np. szyba)
- Odbijania (np. lustra)
- Rozpraszania
- Pochłaniania

Zwierciadłem lub lustrem nazywamy gładki, wypolerowany przedmiot. Zwierciadłem płaskim nazywamy takie zwierciadło, którego powierzchnia jest częścią płaszczyzny. Dobrze odbija światło.

Jeżeli w punkcie, w którym promień świetlny pada na powierzchnię zwierciadła, wystawimy prostą n prostopadłą do tej powierzchni, to:
- kątem padania nazywamy kąt między promieniem padającym a prostą n,
- kątem odbicia nazywamy kąt między promieniem odbitym a prostą n.

Prawo odbicia: Światło odbija się od powierzchni ciał zawsze w takim kierunku, że kąt odbicia równy jest kątowi padania (=). Promień padający, promień odbity i prostopadła do powierzchni zwierciadła wystawiona w punkcie padania leżą w jednej płaszczyźnie.

Przedmioty, które nie są źródłami światła, widzimy dlatego, że padające na nie światło zostaje rozproszone i część promieni świetlnych dociera do naszych oczu.

Obraz, który widzisz w lustrze jest obrazem pozornym.

Przy konstruowaniu obrazu powstającego w zwierciadłach płaskich wystarczy uwzględnić przynajmniej dwa promienie wysyłane przez dowolny punkt źródła i padające na powierzchnię lustra: jeden np. prostopadle, a drugi – dowolnie.
Obraz powstaje w wyniku przecięcia się przedłużeń promieni odbitych od powierzchni lustra.
Jeżeli źródłem światła jest przedmiot o pewnych rozmiarach, wówczas przy konstruowaniu jego obrazu wystarczy znaleźć obraz dwóch skrajnych punktów tego źródła.
Powstały obraz jest obrazem pozornym i symetrycznym względem płaszczyzny zwierciadła.

Zwierciadło kuliste stanowi część gładkiej, wypolerowanej powierzchni kuli. Rozróżniamy zwierciadła kuliste wklęsłe i wypukłe.

Punkt, przez który przechodzą po odbiciu od powierzchni zwierciadła kulistego wklęsłego promienie świetlne, padające równolegle do osi głównej, zwany jest ogniskiem tego zwierciadła.

Odległość ogniska od środka czaszy zwierciadła nazywamy ogniskową.

Ogniskowa zwierciadła wklęsłego równa jest w przybliżeniu połowie jego promienia krzywizny.
f = r/2

Zwierciadło kuliste wypukłe posiada ognisko pozorne. Wiązka promieni równoległych do osi głównej po odbiciu od powierzchni zwierciadła staje się wiązką promieni rozbieżnych.

Środek krzywizny – jest nim środek kuli (O),
Promień krzywizny – jest nim promień kuli (r),
Oś główną – którą jest prosta przechodząca przez środek krzywizny (O) i środek czaszy zwierciadła (S).