Lom světla na kapce, lom 1., 2. a 3. řádu Lom světla na kapce, jenž je reprezentována kulovou plochou rozhraní, je složitý mechanismus rozptylu dopada
|
|
- Bohumil Šimek
- před 7 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 Fázový Dopplerův analyzátor (PDA) Základy geometrické optiky Index lomu látky pro světlo o vlnové délce λ je definován jako poměr rychlosti světla ve vakuu k rychlosti světla v látce. cv n = [-] (1) c λ Relativní index lomu je poměr indexů lomu prostředí, přičemž není definováno, zda se jedná o poměr indexu lomu prostředí, ze kterého svazek vystupuje, k indexu lomu prostředí, do kterého svazek vstupuje, nebo naopak. Pro další popis definujeme relativní index lomu jako: n1 n rel = [-] (2) n 2 Princip lomu, který je zobrazen na obrázcích 1 a 2, popisuje Snellův zákon lomu: n α (3) 1 sinα1 = n2 sin V praxi se k zobrazování používá ve většině případů bílého světla, jehož svazek se lomem nejen odchýlí od původního směru, ale zároveň se rozloží na složky podle vlnových délek, tzn. podle barev. Pro tento jev se zavádí pojem disperze, což je vlastně úhlová vzdálenost mezi spektrálními čarami. V látkách závisí rychlost světla na vlnové délce λ. Tedy i index lomu je závislý na vlnové délce, pro červené světlo je nejmenší (paprsky se při lomu odchýlí nejméně) a pro fialové světlo je největší (paprsky se při lomu odchýlí nejvíce). 2 Obr.1 Lom paprsku na rovinném rozhraní Obr. 2 Lom a odraz paprsku na kulové ploše Zvětšuje-li se úhel dopadu, jenž svírá paprsek s normálou plochy, na níž dopadá, roste úhel lomu rychleji, než úhel dopadu. Při určitém úhlu dopadu je úhel lomu roven 90 o, tzn. že se lomené světlo šíří po rozhraní. Tento úhel se nazývá kritický úhel. Tento případ nastane jen tehdy, jestliže se světelný svazek síří z prostředí opticky hustšího do prostředí opticky řidšího. Při lomu ze skla do vzduchu je tento úhel asi 42 o. Je-li úhel dopadu větší než uvedený úhel, světlo se úplně odrazí do prostředí opticky hustšího. V takovém případě mluvíme o úplném odrazu světla. I při úplném odrazu se však světlo šíří do druhého prostředí (podél rozhraní). Přichází-li světlo z prostředí o vyšší optické hustotě prostředí (n 1 > n 2 ), existuje úhel, při němž není zachyceno žádné lomené světlo. ϕ = arcsin [ ] (4) c n rel 1
2 Lom světla na kapce, lom 1., 2. a 3. řádu Lom světla na kapce, jenž je reprezentována kulovou plochou rozhraní, je složitý mechanismus rozptylu dopadajícího světelného paprsku. Rozlišujeme zde nejen lom a odraz, ale také lom 1. řádu, lom 2. řádu a dále lomy vyšších řádů. Vznik jednotlivých řádů (módů) lomu, je patrný na obrázku 3. Správné rozlišení jednotlivých řádů je velice důležité jednak z důvodů správného nastavení měřicí aparatury Dopplerovy laserové velocimetrie (LDV), a také z důvodů přesné diagnostiky získaných výsledků. Obr. 3 Paprsek dopadající (incident), odražený (reflected), lomený (refracted) a lomený 2. řádu (2 nd order refrected) Úhly odraženého paprsku, lomeného (lom 1. řádu) paprsku a paprsku lomu 2. řádu, mohou být vyjádřeny pomocí úhlu dopadu ϕ i a relativního indexu lomu n rel. Dalším důležitým úhlem, mimo úhel kritický (ϕ c ) a úhel odrazu (ϕ 0 ) resp. lomu (ϕ 1,2,3 ), je tzv. rainbow úhel (ϕ r ), to je úhel, při kterém je intenzita světelného svazku druhého (resp. třetího) řádu nejsilnější. Základní principy fázové Dopplerovy anemometrie Interference vlnění Při popisu interference vlnění předpokládáme, že skládající se vlny jsou lineárně polarizované a navzájem koherentní. Přirozené světelné zdroje tyto podmínky nesplňují. Jejich světlo je tvořeno sledem délkově ohraničených vln a průběh jeho fáze má náhodný charakter. Přirozené světlo je tvořen vlnami se všemi kmitosměry vektoru elektrické intenzity, světlo není polarizováno. K lineární polarizaci se používají polarizační filtry. Koherence se zlepšuje jednak omezením velikosti zářící plochy na velmi malé rozměry a jednak omezením spektra vyzářeného světla prostřednictvím interferenčních filtrů nebo monochromátorů. Světelná vlna takového zdroje se pomocí odrazu nebo lomu rozdělí na dvě. Jestliže projdou různými drahami a opět se v určité části prostoru setkají, dochází ke koherentní superpozici kmitů vln, takže pozorujeme interferenci. Laserové světlo je lineárně polarizované, monochromatické a koherentní. 2
3 Chování laserových paprsků se stejnou frekvencí a paprsků s fázově posunutými frekvencemi - základní principy LDV Dva laserové svazky vzniklé rozdělením svazku původního se protínají pod daným úhlem a v místě jejich protnutí vzniká měřicí objem. Jestliže částečka prochází tímto objemem a fotodetektor je nastaven na přijímání světla rozptýleného v tomto objemu, bude se pak přijímané světlo skládat ze dvou složek příslušných vždy jednomu ze svazků. Obě složky budou frekvenčně posunuty o tzv. Dopplerův posun, což je dáno rychlostí částečky. Protože oba svazky svírají daný úhel, složky rozptýleného světla mají různý Dopplerův posun. Proto obě světelné složky na ploše fotodetektoru interferují, výsledkem čehož je pulzující světelná intenzita. Obr.4 Interference vlnění na ploše fotodetektoru, pro paprsky se stejnou a s různou frekvencí Výše uvedenou teorii dokumentuje obrázek 4. Zde je ukázána částečka ve dvou pozicích, v první pozici mají paprsky, které se odrážejí na částečce a dopadají na fotodetektor, stejnou fázi, zatímco ve druhé pozici mají fázi různou, interferencí paprsků pak vznikají pulsy světelné intenzity. Je-li frekvence elektrického pole světla na fotodetektoru vysoká, pak je velice dobře možné pracovat se signálem vycházejícím z fotodetektoru. Protínají-li se dva koherentní laserové svazky, v místě průniku pak vznikne mezi těmito svazky interference, jejímž výsledkem je vznik tzv. interferenčních proužků. Jestliže se svazky protínají v nejužších místech, je možné považovat čela vln za přibližně rovinná. Interferenční proužky jsou pak rovnoběžné, ve skutečnosti však v místě průsečíku svazků nevznikají interferenční proužky, ale disky (průřez paprsků je kruhový). Fakt, že jsou interferenční disky rovnoběžné, způsobuje rovnoměrnost vztahu rychlost - frekvence v celém kontrolním objemu. To v praxi znamená, že výsledná naměřená hodnota rychlosti je nezávislá na místě, v němž částečka prochází kontrolním objemem. Dopplerova frekvence, rozlišení orientace rychlostí při průletu částice měřicím objemem Intenzita rozptýleného světla pulzuje podle toho, jak částečka prochází přes interferenční disky (fringe). Tyto pulsy mají frekvenci přímo úměrnou rychlosti, resp. její složce kolmé na interferenční disky. Závislost mezi rychlostí a Dopplerovou frekvencí je ukázána na obrázku 5. Frekvence je nezávislá na orientaci rychlosti průletu částice měřicím objemem. To znamená, že kladná i záporná rychlost o stejné velikosti bude mít stejný Dopplerův fázový posuv. Abychom tento problém odstranili, je třeba jeden ze dvou paprsků fázově měnit s časem. Vlivem fázového posuvu jednoho z paprsků dochází k tomu, že 3
4 interferenční disky nebudou stacionární, ale budou se pohybovat konstantní rychlostí. Fotodetektor tedy zaregistruje světlo rozptýlené na stacionární částici jako pulsy o frekvenci dané fázovým posuvem. Obr. 5 Závislost rychlosti na frekvenci s frekvenčním posuvem Částice, pohybující se ve směru opačném než je pohyb interferenčních disků, budou dávat signál o frekvenci vyšší než je frekvence posuvu a částečky letící stejným směrem, jako je směr pohybu interferenčních disků, budou dávat frekvenci nižší než je frekvence fázového posuvu. Fázového posunutí frekvence paprsku se dosáhne prostřednictvím tzv. Braggovy cely. Rozšíření PDA o měření velikosti částeček Obr.6 Interference vlnění na dvou fotodetektorech U výše popisovaného LDV systému byl použit pouze jeden fotodetektor. Při pohledu na následující obrázek 6 vidíme dva fotodetektory zachycující světlo rozptýlené na ploše odrážející kulové částečky. Zde je třeba brát v úvahu rozdíl v délkách optických drah pro odrazy od dvou dopadajících paprsků, které se mění v závislosti na polohách fotodetektorů. To znamená, že prochází-li částečka měřicím objemem, oba fotodetektory zachytí Dopplerův signál o stejné frekvenci, ale fáze těchto signálů se mění podle úhlového natočení detektorů. Závislost velikosti částice a fázového posuvu Obr.7 Souřadný systém a základní úhly Fázový posuv mezi dvěmi Dopplerovými signály závisí na velikosti částice. S rostoucí velikostí částečky roste fázový posuv. Tento fázový posuv lze analyticky vyjádřit pomocí velikostního parametru α, který je funkcí indexu lomu n 1, vlnové délky λ a průměru částice D a pomocí geometrického faktoru β i, který pro odraz závisí na typu rozptylu a na třech základních úhlech υ (úhel svíraný dopadají- 4
5 cími paprsky),ϕ i (scattering úhel, úhel rozptylu) a ψ i (azimutální úhel) viz. obr. 7. Pro lom 1. řádu je navíc funkcí n rel. Úhly ϕ i a ψ i definují směr, v němž jsou umístěny fotodetektory. Pro lom 2. řádu nelze jeho tvar vyjádřit analyticky a musí být řešen numericky [6]. Parametry ovlivňující citlivost měření fázového posuvu Jak bylo uvedeno výše, geometrický faktor β i, a z něj vyplývající změna citlivosti a rozsahu měření, může být ovlivněn změnou hodnoty některého z úhlů ϕ i, ψ i nebo υ. Tyto úhly však nemohou být změněny libovolně. Například úhel rozptylu musí být vybrán s ohledem na mód rozptylu, na dostatečný odstup signálu od šumu, nebo na okamžité požadavky vyplývající z dané situace při měření. Obrázek 8 ukazuje nárůst ve sklonu závislosti průměr - fáze při růstu úhlů ψ 12 a υ. V praxi znamená vzrůst úhlu υ zvětšení citlivosti na velikost částice. Změna ψ 12 má vliv na změnu citlivosti a rozsah měření, a nemá vliv (na rozdíl od υ) na vztah rychlost - frekvence. Obr.8 Vliv změny azimutálního úhlu ψ a změny úhlu křížení paprsků υ na vztah průměr - fáze Obrázek 8 také ilustruje tok intenzity na fotodetektorech a časové zpoždění t, oddělující čela vln dosažených na fotodetektorech. Nejednoznačnost určování fázového posuvu Z měření fázového posuvu není možné určit, zda naměřený posuv odpovídá průměru D 3, nebo průměru D 3 jak ukazuje obrázek 9. To je dáno faktem, že není možné určit, jde-li o fázový rozdíl Φ, nebo Φ+2.n.π, kde n=1,2,3,.... Musíme tedy volit kompromis mezi velkou citlivostí a malým rozsahem, nebo malou citlivostí a velkým rozsahem. Řešením tohoto problému je použití třetího fotodetektoru. Tři detektory jsou pak umístěny asymetricky tak, že první a druhý (U 1 a U 2 ) dávají vysokou citlivost a úzký rozsah a druhý a třetí (U 1 a U 3 ) dávají nízkou citlivost, ale velký rozsah, jak ukazuje obrázek 10. Obr.9 Nejednoznačnost v určování průměru částice 5
6 Obr. 10 Sklon závislosti průměr fáze dosažený dvěma páry fotodetektorů s různým odstupem Volba úhlu rozptylu Základem volby druhu rozptylu je znalost rozptylu světla na částečce. To znamená znalost úhlů odrazu, lomu 1. řádu, lomu 2. řádu atd. Tyto úhly společně s rozvahou, který z módů rozptylu a jakou polarizaci je vhodné použít pro měření, nám určují tzv. úhel rozptylu (scattering angle). Tento úhel pak udává směr a natočení přijímací optiky. Důležité však je systém konfigurovat tak, aby bylo přijímáno pouze světlo rozptýlené příslušným typem (módem) rozptylu, neboť zachycené světlo od jiného módu pravděpodobně způsobí chyby. Pro různé relativní indexy lomu a různé polarizace, tedy pro různé optické vlastnosti okolí a média (pro běžné dvojice okolní prostředí - částečka ) existuje tzv. katalog běžných částeček. Zde jsou popsány jednotlivé úhly jak pro nejběžnější dvojice tak i pro jednotlivé typy polarizace. Systém by měl být nastaven tak, aby závislost průměru částečky na fázovém posuvu byla lineární. Důležité je vybrat takový mód rozptylu, aby při něm převažovalo jemu odpovídající rozptýlené světlo a poměr signál / šum byl co nejvyšší. 6
7 Volba úhlů systému pro měřené médium Doporučené optimální nastavení úhlů [7] pro kapičky oleje ve vzduchu jsou zobrazeny na obrázku 11: n rel =1,46 ϕ b0 =68,8 ϕ b2 =153,5 ϕ c1 =93,5 ϕ c2 =172,9 ϕ r2 =153,3 ϕ r3 =100,5 kde ϕ b0 Brewsterův úhel vnějšího odrazu : úhel, při kterém paralelně polarizované odražené světelné paprsky zanikají ϕ b2 Brewsterův úhel vnitřního odrazu : úhel, při kterém paralelně polarizované lomené světelné paprsky druhého řádu zanikají ϕ c1 je kritický úhel pro lom : maximální rozptylový úhel pro lom prvního řádu ϕ c2 je kritický úhel pro lom druhého řádu (pro n rel <1, ϕ c2 =ϕ b1 ) ϕ r2 je rainbow úhel pro lom druhého řádu ϕ r3 je rainbow úhel pro lom třetího řádu Obr.11 Schéma směrů paprsků, intenzit snímaného světla a úhlů nastavení 7
VLNOVÁ OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník
VLNOVÁ OPTIKA Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník Vlnová optika Světlo lze chápat také jako elektromagnetické vlnění. Průkopníkem této teorie byl Christian Huyghens. Některé jevy se dají
VíceGeometrická optika. předmětu. Obrazový prostor prostor za optickou soustavou (většinou vpravo), v němž může ležet obraz - - - 1 -
Geometrická optika Optika je část fyziky, která zkoumá podstatu světla a zákonitosti světelných jevů, které vznikají při šíření světla a při vzájemném působení světla a látky. Světlo je elektromagnetické
VíceOptika pro mikroskopii materiálů I
Optika pro mikroskopii materiálů I Jan.Machacek@vscht.cz Ústav skla a keramiky VŠCHT Praha +42-0- 22044-4151 Osnova přednášky Základní pojmy optiky Odraz a lom světla Interference, ohyb a rozlišení optických
VíceODRAZ A LOM SVĚTLA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Septima - Fyzika - Optika
ODRAZ A LOM SVĚTLA Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Septima - Fyzika - Optika Odraz světla Vychází z Huygensova principu Zákon odrazu: Úhel odrazu vlnění je roven úhlu dopadu. Obvykle provádíme konstrukci pomocí
VíceSvětlo je elektromagnetické vlnění, které má ve vakuu vlnové délky od 390 nm do 770 nm.
1. Podstata světla Světlo je elektromagnetické vlnění, které má ve vakuu vlnové délky od 390 nm do 770 nm. Vznik elektromagnetických vln (záření): 1. při pohybu elektricky nabitých částic s nenulovým zrychlením
VíceNázev a číslo materiálu VY_32_INOVACE_ICT_FYZIKA_OPTIKA
Název a číslo materiálu VY_32_INOVACE_ICT_FYZIKA_OPTIKA OPTIKA ZÁKLADNÍ POJMY Optika a její dělení Světlo jako elektromagnetické vlnění Šíření světla Odraz a lom světla Disperze (rozklad) světla OPTIKA
VíceDigitální učební materiál
Číslo projektu Název projektu Číslo a název šablony klíčové aktivity Digitální učební materiál CZ.1.07/1.5.00/3.080 Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT III/ Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím
VíceInterference světla Vlnovou podstatu světla prokázal až roku 1801 Thomas Young, když pozoroval jeho interferenci (tj. skládání). Youngův experiment interference světla na dvou štěrbinách (animace) http://micro.magnet.fsu.edu
VíceOtázky z optiky. Fyzika 4. ročník. Základní vlastnosti, lom, odraz, index lomu
Otázky z optiky Základní vlastnosti, lom, odraz, index lomu ) o je světlo z fyzikálního hlediska? Jaké vlnové délky přísluší viditelnému záření? - elektromagnetické záření (viditelné záření) o vlnové délce
VíceCharakteristiky optického záření
Fyzika III - Optika Charakteristiky optického záření / 1 Charakteristiky optického záření 1. Spektrální charakteristika vychází se z rovinné harmonické vlny jako elementu elektromagnetického pole : primární
VíceElektromagnetické vlnění
Elektromagnetické vlnění kolem vodičů elmag. oscilátoru se vytváří proměnné elektrické i magnetické pole http://www.walter-fendt.de/ph11e/emwave.htm Radiotechnika elmag vlnění vyzářené dipólem můžeme zachytit
VíceRovinná monochromatická vlna v homogenním, neabsorbujícím, jednoosém anizotropním prostředí
Rovinná monochromatická vlna v homogenním, neabsorbujícím, jednoosém anizotropním prostředí r r Další předpoklad: nemagnetické prostředí B = µ 0 H izotropně. Veškerá anizotropie pochází od interakce elektrických
VíceNeživá příroda I. Optické vlastnosti minerálů
Neživá příroda I Optické vlastnosti minerálů 1 Charakter světla Světelný paprsek definuje: vlnová délka (λ): vzdálenost mezi následnými vrcholy vln, amplituda: výchylka na obě strany od rovnovážné polohy,
VíceJednou z nejstarších partií fyziky je nauka o světle tj. optika. Existovaly dva názory na fyzikální podstatu světla:
Optika Jednou z nejstarších partií fyziky je nauka o světle tj. optika. Existovaly dva názory na fyzikální podstatu světla: Světlo je proud částic (I. Newton, 1704). Ale tento částicový model nebyl schopen
VíceVlnové vlastnosti světla. Člověk a příroda Fyzika
Název vzdělávacího materiálu: Číslo vzdělávacího materiálu: Autor vzdělávací materiálu: Období, ve kterém byl vzdělávací materiál vytvořen: Vzdělávací oblast: Vzdělávací obor: Vzdělávací předmět: Tematická
Více27. Vlnové vlastnosti světla
27. Vlnové vlastnosti světla Základní vlastnosti světla (rychlost světla, šíření světla v různých prostředích, barva tělesa) Jevy potvrzující vlnovou povahu světla Ohyb a polarizace světla (ohyb světla
VíceRefraktometrie, interferometrie, polarimetrie, nefelometrie, turbidimetrie
Refraktometrie, interferometrie, polarimetrie, nefelometrie, turbidimetrie Refraktometrie Metoda založená na měření indexu lomu Při dopadu paprsku světla na fázové rozhraní mohou nastat dva jevy: Reflexe
VíceLasery základy optiky
LASERY Lasery se staly jedním ze základních nástrojů moderních strojírenských technologií. Optimální využití laserových technologií předpokládá znalosti o jejich principech a o vlastnostech laserového
VíceFyzika 2 - rámcové příklady vlnová optika, úvod do kvantové fyziky
Fyzika 2 - rámcové příklady vlnová optika, úvod do kvantové fyziky 1. Vysvětlete pojmy kulová a rovinná vlnoplocha. 2. Pomocí Hyugensova principu vysvětlete konstrukci tvaru vlnoplochy v libovolném budoucím
Více7 FYZIKÁLNÍ OPTIKA. Interference Ohyb Polarizace. Co je to ohyb? 27.2 Ohyb
1 7 FYZIKÁLNÍ OPTIKA Interference Ohyb Polarizace Co je to ohyb? 27.2 Ohyb Ohyb vln je jev charakterizovaný odchylkou od přímočarého šíření vlnění v témže prostředí. Ve skutečnosti se nejedná o nový jev
VíceFYZIKA II. Marek Procházka 1. Přednáška
FYZIKA II Marek Procházka 1. Přednáška Historie Dělení optiky Základní pojmy Reflexe (odraz) Refrakce (lom) jevy na rozhraní dvou prostředí o různém indexu lomu. Disperze (rozklad) prostorové oddělení
VíceFYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE
FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE Datum měření: 1.4.2011 Jméno: Jakub Kákona Pracovní skupina: 4 Ročník a kroužek: Pa 9:30 Spolupracovníci: Jana Navrátilová Hodnocení: Měření s polarizovaným světlem
VíceOPTIKA. I. Elektromagnetické kmity
OPTIKA Optika se studuje elektromagnetické vlnění v určitém intervalu vlnových délek, které můžeme vnímat zrakem, a sice jevy světelné Rozlišujeme základní pojmy: Optické prostředí prostředí, kterým se
VíceSvětlo jako elektromagnetické záření
Světlo jako elektromagnetické záření Základní pojmy: Homogenní prostředí prostředí, jehož dané vlastnosti jsou ve všech místech v prostředí stejné. Izotropní prostředí prostředí, jehož dané vlastnosti
VíceFYZIKA PRO IV. ROČNÍK GYMNÁZIA - OPTIKA 2. VLNOVÁ OPTIKA
FYZIKA PRO IV. ROČNÍK GYMNÁZIA - OPTIKA 2. VLNOVÁ OPTIKA Mgr. Monika Bouchalová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tento digitální učební materiál (DUM) vznikl na základě řešení projektu OPVK,
VíceP5: Optické metody I
P5: Optické metody I - V klasické optice jsou interferenční a difrakční jevy popisovány prostřednictvím ideálně koherentních, ideálně nekoherentních, později také částečně koherentních světelných svazků
Více2. Vlnění. π T. t T. x λ. Machův vlnostroj
2. Vlnění 2.1 Vlnění zvláštní případ pohybu prostředí Vlnění je pohyb v soustavě velkého počtu částic navzájem vázaných, kdy částice kmitají kolem svých rovnovážných poloh. Druhy vlnění: vlnění příčné
VíceJaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením.
Jaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením. Na čem závisí účinnost vedení? účinnost vedení závisí na činiteli útlumu β a na činiteli odrazu
VíceMĚŘENÍ ABSOLUTNÍ VLHKOSTI VZDUCHU NA ZÁKLADĚ SPEKTRÁLNÍ ANALÝZY Measurement of Absolute Humidity on the Basis of Spectral Analysis
MĚŘENÍ ABSOLUTNÍ VLHKOSTI VZDUCHU NA ZÁKLADĚ SPEKTRÁLNÍ ANALÝZY Measurement of Absolute Humidity on the Basis of Spectral Analysis Ivana Krestýnová, Josef Zicha Abstrakt: Absolutní vlhkost je hmotnost
VíceŘešení: Nejdříve musíme určit sílu, kterou působí kladka proti směru pohybu padajícího vědra a napíná tak lano. Moment síly otáčení kladky je:
Přijímací zkouška na navazující magisterské studium - 16 Studijní program Fyzika - všechny obory kromě Učitelství fyziky-matematiky pro střední školy, Varianta A Příklad 1 (5 bodů) Jak dlouho bude padat
VícePřednáška č.14. Optika
Přednáška č.14 Optika Obsah základní pojmy odraz a lom světla disperze polarizace geometrická optika elektromagnetické záření Světlo = elektromagnetické vlnění o vlnové délce 390nm (fialové) až 790nm (červené)
VíceFYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE
FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE Datum měření: 18.4.2012 Jméno: Jakub Kákona Pracovní skupina: 2 Hodina: Po 7:30 Spolupracovníci: Viktor Polák Hodnocení: Měření s polarizovaným světlem Abstrakt V
VíceVznik a šíření elektromagnetických vln
Vznik a šíření elektromagnetických vln Hlavní body Rozšířený Coulombův zákon lektromagnetická vlna ve vakuu Zdroje elektromagnetických vln Přehled elektromagnetických vln Foton vlna nebo částice Fermatův
VíceM I K R O S K O P I E
Inovace předmětu KBB/MIK SVĚTELNÁ A ELEKTRONOVÁ M I K R O S K O P I E Rozvoj a internacionalizace chemických a biologických studijních programů na Univerzitě Palackého v Olomouci CZ.1.07/2.2.00/28.0066
VíceFYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE
FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE Datum měření: 18.4.2012 Jméno: Jakub Kákona Pracovní skupina: 2 Hodina: Po 7:30 Spolupracovníci: Viktor Polák Hodnocení: Měření s polarizovaným světlem Abstrakt V
VíceVlnové vlastnosti světla
Vlnové vlastnosti světla Odraz a lom světla Disperze světla Interference světla Ohyb (difrakce) světla Polarizace světla Infračervené světlo je definováno jako a) podélné elektromagnetické kmity o frekvenci
VíceZákon odrazu. Úhel odrazu je roven úhlu dopadu, přičemž odražené paprsky zůstávají v rovině dopadu.
1. ZÁKON ODRAZU SVĚTLA, ODRAZ SVĚTLA, ZOBRAZENÍ ZRCADLY, Dívejme se skleněnou deskou, za kterou je tmavší pozadí. Vidíme v ní vlastní obličej a současně vidíme předměty za deskou. Obojí však slaběji než
VíceLaboratorní úloha č. 7 Difrakce na mikro-objektech
Laboratorní úloha č. 7 Difrakce na mikro-objektech Úkoly měření: 1. Odhad rozměrů mikro-objektů z informací uváděných výrobcem. 2. Záznam difrakčních obrazců (difraktogramů) vzniklých interakcí laserového
Více3.2.5 Odraz, lom a ohyb vlnění
3..5 Odraz, lom a ohyb vlnění Předpoklady: 304 Odraz a lom vlnění na rozhranní dvou prostředí s různou rychlostí šíření http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=16.0 Rovinná vlna dopadá šikmo
VíceFyzika II. Marek Procházka Vlnová optika II
Fyzika II Marek Procházka Vlnová optika II Základní pojmy Reflexe (odraz) Refrakce (lom) jevy na rozhraní dvou prostředí o různém indexu lomu. Disperze (rozklad) prostorové oddělení složek vlnění s různou
VíceJméno a příjmení. Ročník. Měřeno dne Příprava Opravy Učitel Hodnocení. Vlnové vlastnosti světla difrakce, laser
FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM Ústav fyziky FEKT VUT BRNO Jméno a příjmení Petr Švaňa Ročník 1 Předmět IFY Kroužek 38 ID 155793 Spolupracoval Měřeno dne Odevzdáno dne Lukáš Teuer 8.4.2013 22.4.2013 Příprava Opravy
VíceVÝUKOVÝ SOFTWARE PRO ANALÝZU A VIZUALIZACI INTERFERENČNÍCH JEVŮ
VÝUKOVÝ SOFTWARE PRO ANALÝZU A VIZUALIZACI INTERFERENČNÍCH JEVŮ P. Novák, J. Novák Katedra fyziky, Fakulta stavební, České vysoké učení technické v Praze Abstrakt V práci je popsán výukový software pro
VícePodpora rozvoje praktické výchovy ve fyzice a chemii
VLNOVÁ DÉLKA A FREKVENCE SVĚTLA 1) Vypočítejte frekvenci fialového světla, je-li jeho vlnová délka 390 nm. Rychlost světla ve vakuu je 3 10 8 m s 1. = 390 nm = 390 10 9 m c = 3 10 8 m s 1 f=? (Hz) Pro
VíceUčební texty z fyziky 2. A OPTIKA. Obor zabývající se poznatky o a zákonitostmi světelných jevů. V posledních letech rozvoj optiky vynález a využití
OPTIKA Obor zabývající se poznatky o a zákonitostmi světelných jevů Světlo je vlnění V posledních letech rozvoj optiky vynález a využití Podstata světla Světlo je elektromagnetické vlnění Zdrojem světla
VíceMěření a analýza mechanických vlastností materiálů a konstrukcí. 1. Určete moduly pružnosti E z ohybu tyče pro 4 různé materiály
FP 1 Měření a analýza mechanických vlastností materiálů a konstrukcí Úkoly : 1. Určete moduly pružnosti E z ohybu tyče pro 4 různé materiály 2. Určete moduly pružnosti vzorků nepřímo pomocí měření rychlosti
VíceÚloha 3: Mřížkový spektrometr
Petra Suková, 2.ročník, F-14 1 Úloha 3: Mřížkový spektrometr 1 Zadání 1. Seřiďte spektrometr pro kolmý dopad světla(rovina optické mřížky je kolmá k ose kolimátoru) pomocí bočního osvětlení nitkového kříže.
VíceInterference vlnění
8 Interference vlnění Umět vysvětlit princip interference Umět vysvětlit pojmy interferenčního maxima a minima 3 Umět vysvětlit vznik stojatého vlnění 4 Znát podobnosti a rozdíly mezi postupnýma stojatým
VíceSvětlo x elmag. záření. základní principy
Světlo x elmag. záření základní principy Jak vzniká a co je to duha? Spektrum elmag. záření Viditelné 380 760 nm, UV 100 380 nm, IR 760 nm 1mm Spektrum elmag. záření Harmonická vlna Harmonická vlna E =
VíceSBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH
SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH MECHANIKA MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMIKA ELEKTŘINA A MAGNETISMUS KMITÁNÍ A VLNĚNÍ OPTIKA FYZIKA MIKROSVĚTA ODRAZ A LOM SVĚTLA 1) Index lomu vody je 1,33. Jakou rychlost má
VíceNázev: Odraz a lom světla
Název: Odraz a lom světla Autor: Mgr. Petr Majer Název školy: Gymnázium Jana Nerudy, škola hl. města Prahy Předmět (mezipředmětové vztahy) : Fyzika (Matematika, Informatika) Tematický celek: Optika Ročník:
VíceLaboratorní práce č.9 Úloha č. 8. Závislost indexu lomu skla na vlnové délce světla Měření indexu lomu refraktometrem:
Truhlář Michal 3.. 005 Laboratorní práce č.9 Úloha č. 8 Závislost indexu lomu skla na vlnové délce světla Měření indexu lomu refraktometrem: T p 3, C 30% 97,9kPa Úkol: - Proveďte justaci hranolu a změřte
VícePolarizace čtvrtvlnovou destičkou
Úkol : 1. Proměřte intenzitu lineárně polarizovaného světla jako funkci pozice analyzátoru. 2. Proměřte napětí na fotorezistoru ozářenou intenzitou světla za analyzátorem jako funkci úhlu mezi optickou
VíceLaboratorní práce č. 3: Měření vlnové délky světla
Přírodní vědy moderně a interaktivně SEMINÁŘ FYZIKY Laboratorní práce č. 3: Měření vlnové délky světla G Gymnázium Hranice Přírodní vědy moderně a interaktivně SEMINÁŘ FYZIKY Gymnázium G Hranice Test
VícePRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Pracoval: Jan Polášek stud. skup. 11 dne 23.4.2009.
Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK PRAKTIKUM III Úloha č. XXVI Název: Vláknová optika Pracoval: Jan Polášek stud. skup. 11 dne 23.4.2009 Odevzdal dne: Možný počet bodů
Více9. Geometrická optika
9. Geometrická optika 1 Popis pomocí světelných paprsků těmi se šíří energie a informace, zanedbává vlnové vlastnosti světla světelný paprsek = křivka (často přímka), podél níž se šíří světlo, jeho energie
Více5.1.3 Lom světla I. Předpoklady: 5101, Pomůcky: Miska, voda, pětikoruna, akvárium, troška mléka,
5..3 Lom světla I Předpoklady: 50, 502 Pomůcky: Miska, voda, pětikoruna, akvárium, troška mléka, Pokus s mincí a miskou Opřu bradu o stůl a pozoruji minci v misce. Paprsky odražené od mince se šíří přímočaře
VíceOtázka č. 14 Světlovodné přenosové cesty
Fresnelův odraz: Otázka č. 4 Světlovodné přenosové cesty Princip šíření světla v optickém vlákně Odraz a lom světla: β α lom ke kolmici n n β α lom od kolmice n n Zákon lomu n sinα = n sin β Definice indexu
VíceZákladní pojmy Zobrazení zrcadlem, Zobrazení čočkou Lidské oko, Optické přístroje
Optické zobrazování Základní pojmy Zobrazení zrcadlem, Zobrazení čočkou Lidské oko, Optické přístroje Základní pojmy Optické zobrazování - pomocí paprskové (geometrické) optiky - využívá model světelného
VíceZvuk. 1. základní kmitání. 2. šíření zvuku
Zvuk 1. základní kmitání - vzduchem se šíří tlakové vzruchy (vzruchová vlna), zvuk je systémem zhuštěnin a zředěnin - podstatou zvuku je kmitání zdroje zvuku a tím způsobené podélné vlnění elastického
VíceUltrazvuková defektoskopie. Vypracoval Jan Janský
Ultrazvuková defektoskopie Vypracoval Jan Janský Základní principy použití vysokých akustických frekvencí pro zjištění vlastností máteriálu a vad typické zařízení: generátor/přijímač pulsů snímač zobrazovací
VíceOptika nauka o světle
Optika nauka o světle 50_Světelný zdroj, šíření světla... 2 51_Stín, fáze Měsíce... 3 52_Zatmění Měsíce, zatmění Slunce... 3 53_Odraz světla... 4 54_Zobrazení předmětu rovinným zrcadlem... 4 55_Zobrazení
VíceJaký obraz vytvoří rovinné zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, stejně velký. Jaký obraz vytvoří vypuklé zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, zmenšený
Jan Olbrecht Jaký obraz vytvoří rovinné zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, stejně velký Jaký obraz vytvoří vypuklé zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, zmenšený Jaký typ lomu nastane při průchodu světla z opticky
VíceSNÍMAČE OPTICKÉ, ULTRAZVUKOVÉ A RÁDIOVÉ
SNÍMAČE OPTICKÉ, ULTRAZVUKOVÉ A RÁDIOVÉ (2.5, 2.6 a 2.7) Ing. Pavel VYLEGALA 2014 Optické snímače Optiky umožňuje konstrukci miniaturních snímačů polohy s vysokou rozlišovací schopností (řádově jednotky
Více(Následující odstavce jsou zde uvedeny jen pro zájemce.) , sin2π, (2)
Studium difrakčních jevů TEORIE doplněk: Odvození výrazů pro difrakční maxima (popř. minima) na štěrbině, dvojštěrbině a mřížce jsou zpravidla uvedena na středoškolské úrovni, což je založeno na vhodném
VíceMěření vlnové délky spektrálních čar rtuťové výbojky pomocí optické mřížky
Měření vlnové délky spektrálních čar rtuťové výbojky pomocí optické mřížky Úkol : 1. Určete mřížkovou konstantu d optické mřížky a porovnejte s hodnotou udávanou výrobcem. 2. Určete vlnovou délku λ jednotlivých
VíceZavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově 07_10_Zobrazování optickými soustavami 1
Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově 07_10_Zobrazování optickými soustavami 1 Ing. Jakub Ulmann Zobrazování optickými soustavami 1. Optické
VíceFyzika aplikovaná v geodézii
Průmyslová střední škola Letohrad Vladimír Stránský Fyzika aplikovaná v geodézii 1 2014 Tento projekt je realizovaný v rámci OP VK a je financovaný ze Strukturálních fondů EU (ESF) a ze státního rozpočtu
VíceFyzikální praktikum FJFI ČVUT v Praze
Fyzikální praktikum FJFI ČVUT v Praze Úloha 9: Měření s polarizovaným světlem Datum měření: 29. 4. 2016 Doba vypracovávání: 8 hodin Skupina: 1, pátek 7:30 Vypracoval: Tadeáš Kmenta Klasifikace: 1 Zadání
Více- studium jevů pozorovaných při průchodu světla prostředím: - absorpce - rozptyl (difúze) - rozklad světla
VLNOVÁ OPTIKA - studium jevů založených na vlnové povaze světla: - interference (jev podmíněný skládáním vlnění) - polarizace - difrakce (ohyb) - disperze (jev související se závislostí n n ) - studium
VíceTeorie rentgenové difrakce
Teorie rentgenové difrakce Vlna primárního záření na atomy v krystalu. Jádra atomů zůstanou vzhledem ke své velké hmotnosti v klidu, ale elektrony jsou rozkmitány se stejnou frekvencí jako má primární
VíceZOBRAZOVÁNÍ ROVINNÝM ZRCADLEM
ZOBRAZOVÁNÍ ROVINNÝM ZRCADLEM Pozorně se podívejte na obrázky. Kterou rukou si nevěsta maluje rty? Na které straně cesty je automobil ve zpětném zrcátku? Zrcadla jsou vyleštěné, zpravidla kovové plochy
VícePozorování Slunce s vysokým rozlišením. Michal Sobotka Astronomický ústav AV ČR, Ondřejov
Pozorování Slunce s vysokým rozlišením Michal Sobotka Astronomický ústav AV ČR, Ondřejov Úvod Na Slunci se důležité děje odehrávají na malých prostorových škálách (desítky až stovky km). Granule mají typickou
VíceMikroskopie a rentgenová strukturní analýza
Mikroskopie a rentgenová strukturní analýza (1) Světelná mikroskopie (2) Elektronová mikroskopie (3) Mikroskopie skenující sondou (4) Rentgenová strukturní analýza Doporučená literatura (viz STAG): 1.
VíceZAKLADNÍ VLASTNOSTI SVĚTLA aneb O základních principech. PaedDr. Jozef Beňuška jbenuska@nextra.sk
ZAKLADNÍ VLASTNOSTI SVĚTLA aneb O základních principech PaedDr. Jozef Beňuška jbenuska@nextra.sk Elektromagnetické vlnění s vlnovými délkami λ = (380 nm - 780 nm) - způsobuje v oku fyziologický vjem, jenž
VíceJak se měří rychlost toku krve v cévách?
Jak se měří rychlost toku krve v cévách? Princip této vyšetřovací metody je založen na Dopplerově jevu, který spočívá ve změně frekvence ultrazvukového vlnění při vzájemném pohybu zdroje a detektoru vlnění.
Víceω=2π/t, ω=2πf (rad/s) y=y m sin ωt okamžitá výchylka vliv má počáteční fáze ϕ 0
Kmity základní popis kmitání je periodický pohyb, při kterém těleso pravidelně prochází rovnovážnou polohou mechanický oscilátor zařízení vykonávající kmity Základní veličiny Perioda T [s], frekvence f=1/t
VíceOptika Elektromagnetické záření
Elektromagnetické záření Záření, jehož energie se přenáší prostorem prostřednictvím elektromagnetického vlnění, nazýváme elektromagnetické záření. Ke svému šíření nepotřebuje látkové prostředí, může se
Více6. Geometrická optika
6. Geometrická optika 6.1 Měření rychlosti světla Jak už bylo zmíněno v kapitole o elektromagnetickém vlnění, předpokládali přírodovědci z počátku, že rychlost světla je nekonečná. Tento předpoklad zpochybnil
VíceAutorka: Pavla Dořičáková
OPTIKA Obsahový cíl: - Žák identifikuje zdroje světla a popíše jeho šíření. - Žák předpoví šíření světelného paprsku na rozhraní optických prostředí. Jazykový cíl: - Žák používá slova (podstatná a přídavná
VíceZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ
ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ (c) -2008, ACH/IM BLOKOVÉ SCHÉMA: (a) emisní metody (b) absorpční metody (c) luminiscenční metody U (b) monochromátor často umístěn před kyvetou se vzorkem. Části
VíceVýfučtení: Jednoduché optické soustavy
Výfučtení: Jednoduché optické soustavy Na následujících stránkách vám představíme pravidla, kterými se řídí světlo při průchodu různými optickými prvky. Část fyziky, která se těmito jevy zabývá, se nazývá
VíceO z n a č e n í m a t e r i á l u : V Y _ 3 2 _ I N O V A C E _ S T E I V _ F Y Z I K A 2 _ 1 4
O z n a č e n í m a t e r i á l u : V Y _ 3 2 _ I N O V A C E _ S T E I V _ F Y Z I K A 2 _ 1 4 N á z e v m a t e r i á l u : S v ě t l o j a k o v l n ě n í. T e m a t i c k á o b l a s t : F y z i k
VíceOdraz světla na rozhraní dvou optických prostředí
Odraz světla na rozhraní dvou optických prostředí Může kulová nádoba naplněná vodou sloužit jako optická čočka? Exponát demonstruje zaostření světla procházejícího skrz vodní kulovou čočku. Pohyblivý světelný
Více1. Stanovte velikost rychlosti světla ve vzduchu. 2. Stanovte velikosti rychlostí světla v kapalinách a zjistěte odpovídající indexy lomu.
46 Rychlost světla ÚKOL. Stanovte velikost rychlosti světla ve vzduchu. 2. Stanovte velikosti rychlostí světla v kapalinách a zjistěte odpovídající indexy lomu. TEORIE Připomeňme si některé základní poznatky.
Více2. Difrakce elektronů na krystalu
2. Difrakce elektronů na krystalu Interpretace pozorování v TEM faktory ovlivňující interakci e - v krystalu 2 způsoby náhledu na interakci e - s krystalem Rozptyl x difrakce částice x vlna Difrakce odchýlení
VícePostupné, rovinné, monochromatické vlny v lineárním izotropním nemagnetickém prostředí
Postupné, rovinné, monochromatické vlny v lineárním izotropním nemagnetickém prostředí Rovinné vlny 1 Při diskusi o řadě jevů je výhodné vycházet z rovinných vln. Vlny musí splňovat Maxwellovy rovnice
VíceFyzika 2 - rámcové příklady Geometrická optika
Fyzika 2 - rámcové příklady Geometrická optika 1. Stanovte absolutní index lomu prostředí, jestliže rychlost elektromagnetických vln v daném prostředí dosahuje hodnoty 0,65c. Jaký je rozdíl optických drah
Více1. Ze zadané hustoty krystalu fluoridu lithného určete vzdálenost d hlavních atomových rovin.
1 Pracovní úkoly 1. Ze zadané hustoty krystalu fluoridu lithného určete vzdálenost d hlavních atomových rovin. 2. Proměřte úhlovou závislost intenzity difraktovaného rentgenového záření při pevné orientaci
VíceCZ.1.07/2.2.00/ AČ (RCPTM) Spektroskopie 1 / 24
MĚŘENÍ SPEKTRA SVĚTLA Antonín Černoch Regionální centrum pokročilých technologií a materiálů CZ.1.07/2.2.00/15.0147 AČ (RCPTM) Spektroskopie 1 / 24 Úvod Obsah 1 Úvod 2 Zobrazovací spektrometry Disperzní
Více7.ročník Optika Lom světla
LOM SVĚTLA. ZOBRAZENÍ ČOČKAMI 1. LOM SVĚTLA NA ROVINNÉM ROZHRANÍ DVOU OPTICKÝCH PROSTŘEDÍ Sluneční světlo se od vodní hladiny částečně odráží a částečně proniká do vody. V čisté vodě jezera vidíme rostliny,
Více5.3.1 Disperze světla, barvy
5.3.1 Disperze světla, barvy Předpoklady: 5103 Svítíme paprskem bílého světla ze žárovky na skleněný hranol. Světlo se láme podle zákona lomu na zdi vznikne osvětlená stopa Stopa vznikla, ale není bílá,
VíceZadání. Pracovní úkol. Pomůcky
Pracovní úkol Zadání 1. Najděte směr snadného průchodu polarizátoru užívaného v aparatuře. 2. Ověřte, že zdroj světla je polarizován kolmo k vodorovné rovině. 3. Na přiložených vzorcích proměřte závislost
VíceÚvod do laserové techniky
Úvod do laserové techniky Světlo jako elektromagnetické záření II. část Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické v Praze jan.sulc@fjfi.cvut.cz 6. října 016 Kontakty Ing. Jan
Více5.3.5 Ohyb světla na překážkách
5.3.5 Ohyb světla na překážkách Předpoklady: 3xxx Světlo i zvuk jsou vlnění, ale přesto jsou mezi nimi obrovské rozdíly. Slyšíme i to, co se děje za rohem x Co se děje za rohem nevidíme. Proč? Vlnění se
VíceAkustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou
Úloha č. 8 pro laserová praktika KFE, FJFI, ČVUT v Praze, verze 2010/1 Akustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou Akustooptické modulátory (AOM), někdy též nazývané Braggovské cely,
VíceProjekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Odměřovací zařízení
Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Odměřovací zařízení Odměřovací zařízení podávají informace o poloze nástroje vůči obrobku a o odjeté dráze.
Více4.2.3 ŠÍŘE FREKVENČNÍHO PÁSMA CHOROVÉHO ELEMENTU A DISTRIBUČNÍ FUNKCE VLNOVÝCH NORMÁL
4.2.3 ŠÍŘE FREKVENČNÍHO PÁSMA CHOROVÉHO ELEMENTU A DISTRIBUČNÍ FUNKCE VLNOVÝCH NORMÁL V předchozích dvou podkapitolách jsme ukázali, že chorové emise se mohou v řadě případů šířit nevedeným způsobem. Připomeňme
VíceProjekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Vlnění
Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Vlnění Vhodíme-li na klidnou vodní hladinu kámen, hladina se jeho dopadem rozkmitá a z místa rozruchu se začnou
VíceMĚŘENÍ VLNOVÝCH DÉLEK SVĚTLA MŘÍŽKOVÝM SPEKTROMETREM
MĚŘENÍ VLNOVÝCH DÉLEK SVĚTLA MŘÍŽKOVÝM SPEKTROMETREM Difrakce (ohyb) světla je jedním z několika projevů vlnových vlastností světla. Z těchto důvodů světlo při setkání s překážkou nepostupuje dále vždy
VíceMěření absorbce záření gama
Měření absorbce záření gama Úkol : 1. Změřte záření gama přirozeného pozadí. 2. Změřte záření gama vyzářené gamazářičem. 3. Změřte záření gama vyzářené gamazářičem přes absorbátor. 4. Naměřené závislosti
Více