S V J E T L O S T ideje i primjeri Slavica Števanja, prof. OŠ Smiljevac, ZADAR Čakovec, 13. studenog 2007. godine

S V J E T L O S T Rasprostiranje svjetlosti Odbijanje svjetlosti: ravna i sferna zrcala Lom svjetlosti Optičke leće Razlaganje svjetlosti na boje

IZVORI SVJETLOSTI prirodni ili umjetni primarni ili sekundarni.

1. RASPROSTIRANJE SVJETLOSTI Svjetlost prolazi kroz prozirne tvari = OPTIČKA SREDSTVA. Vidimo osvijetljene predmete.

ŠIRENJE SVJETLOSTI Svjetlost se širi pravocrtno. zraka svjetlosti = pokazuje put širenja svjetlosti snop svjetlosti = skup zraka svjetlosti Brzina svjetlosti u vakuumu c = 300 000 000 m/s = 300 000 km/s

Snop svjetlosti = skup zraka svjetlosti

Izvor + predmet + zastor SJENA i POLUSJENA Izvor + predmet + zastor

POMRČINA NEBESKIH TIJELA Totalna pomrčina - Sunca Djelomična pomrčina - Zemlje Sjevernozapadna Afrika, 29. ožujka 2006. godine

Pojave pri rasprostiranju svjetlosti: Odbijanje - zrcala Lom - leće S V J E T L O S T 2. dio Pojave pri rasprostiranju svjetlosti: Odbijanje - zrcala Lom - leće

ODBIJANJE ili REFLEKSIJA SVJETLOSTI Z R C A L O ?

VRSTE ZRCALA Ravno zrcalo Zakrivljeno zrcalo

2. Odbijanje svjetlosti RAVNO ZRCALO = ravna, dobro uglačana, dovoljno neprozirna ploha koja odbija svjetlost. - kut upadanja = α kut odbijanja ili refleksije svjetlosti = β ZAKON ODBIJANJA SVJETLOSTI:

Odbijanje paralelnog i disperznog snopa svjetlosti - difuzna svjetlost

SLIKA PREDMETA U RAVNOM ZRCALU Slika nastaje refleksijom svjetlosti. Sliku vidimo u produžetku reflektiranih zraka svjetlosti, ona je: - prividna ili virtualna - uspravna - veličinom jednaka predmetu - zrcalno simetrična

3. Odbijanje svjetlosti SFERNA ZRCALA Karakteristične točke i zrake, svojstva slike

Primjeri:

SFERNA ZRCALA = su zakrivljene zrcalne površine, dijelovi kuglina plašta. Sferna zrcala: - udubljena ili KONKAVNA - izbočena ili KONVEKSNA

Paralelni snop na udubljenom zrcalu

Paralelni snop na ispupčenom zrcalu

Karakteristične točke optička os OO Središte, centar zakrivljenosti C Tjeme zrcala T Žarište, fokus F    OO C F T

Udaljenosti kod zrcala    OO P C F T polumjer, radijus r = CT žarišna udaljenost f = FT = CF = r/2 udaljenost predmeta od zrcala a = PT visina predmeta h udaljenost slike od zrcala b = ST visina slike h’

Karakteristične zrake (3)    OO C F T

Svojstva slike Priroda slike: - stvarna, realna – prividna, virtualna Veličina slike u odnosu na predmet: - umanjena - uvećana Orijentacija: - uspravna - obrnuta

1. slučaj : Predmet je dalje od središta zakrivljenosti C Konstruiraj udubljeno sferno zrcalo polumjera r = 4 cm. Označi mu sve karakteristične točke. Postavi predmet P  visok h= 1.5 cm na udaljenosti a = 5,5 cm od zrcala. Pomoću karakterističnih zraka odredi gdje će nastati slika predmeta. Ispiši svojstva slike.

1. slučaj- rješenje: r = 4 cm h = 1.5 cm a = 5,5 cm f = r/2 = 2 cm    C F T OO Svojstva slike: stvarna umanjena obrnuta

2. slučaj: Predmet je između središta zakrivljenosti C i žarišta F Konstruiraj udubljeno sferno zrcalo polumjera 4 cm. Označi mu sve karakteristične točke. Postavi predmet P  visok 1.5 cm na udaljenosti 3 cm od zrcala. Pomoću karakterističnih zraka odredi gdje će nastati slika predmeta. Ispiši svojstva slike.

2. Slučaj- rješenje: r = 4 cm h = 1.5 cm a = 3 cm f = r/2 = 2 cm    C F T OO Svojstva slike: stvarna uvećana obrnuta

3. slučaj: Predmet je između žarišta F i tjemena zrcala T Konstruiraj udubljeno sferno zrcalo polumjera 4 cm. Označi mu sve karakteristične točke. Postavi predmet P  visok 1 cm na udaljenosti a = 1,5 cm od zrcala. Pomoću karakterističnih zraka odredi gdje će nastati slika predmeta. Ispiši svojstva slike (4).

3. Slučaj- rješenje: r = 4 cm h = 1 cm a = 1,5 cm f = r/2 = 2 cm    C F T OO Svojstva slike: prividna uvećana uspravna

Slika u ispupčenom zrcalu Konstruiraj ispupčeno sferno zrcalo polumjera 4 cm. Označi mu sve karakteristične točke. Postavi predmet P  visok 1.5 cm na udaljenosti 3 cm od zrcala. Pomoću karakterističnih zraka odredi gdje će nastati slika predmeta. Ispiši svojstva slike (4).

4. - rješenje: r = 4 cm h = 1.5 cm a = 3 cm f = r/2 = 2 cm    C F T OO Svojstva slike: prividna umanjena uspravna

LOM SVJETLOSTI Kako vidimo predmete u vodi zbog loma svjetlosti? Objasni kako se svjetlost lomi pri prijelazu iz jednog sredstva drugo. Skiciraj grafički. Što je uzrok lomu svjetlosti? Što je granični kut? Što je totalna refleksija? Skiciraj grafički.

4. LOM SVJETLOSTI

Slamke sLOMljene! Zašto?

OLOVKA sLOMljena? kratka? zašto?

Što se događa sa svjetlosnim snopom kada prelazi iz zraka u vodu? VODA

a > b Zašto svjetlost mijenja smjer? Što se događa sa svjetlosnim snopom kada prelazi iz zraka u vodu? a > b Zašto svjetlost mijenja smjer?

Pri prijelazu iz zraka u vodu, svjetlosne zrake lome se prema okomici Upadni kut veći je od kuta loma: α > β u vodi je brzina svjetlosti manja nego u zraku Zraka svjetlosti lomi se prema okomici kada prelazi iz sredstva s većom brzinom širenja u ono s manjom.

Objašnjenje loma: VODA-ZRAK Zraka svjetlosti lomi se od okomice kada prelazi iz sredstva s manjom brzinom širenja u ono s većom. Kut loma je veći od upadnog kuta: β > α

Lom: voda-zrak, a = 480 b=90o zrak voda Upadni kut kojem je kut loma 90° zovemo graničnim kutom. Kod još većih upadnih kutova svjetlost nemože izaći, već se samo odbija….

Lom: voda-zrak, a > 480 zrak voda Odbijanje o površini vode a = b Kod još većih upadnih kutova svjetlost nemože izaći, već se samo odbija….

Lom: voda-zrak, a > 480 zrak voda Sve zrake koje pristižu pod kutom većim od graničnog kuta potpuno se odbijaju. Pojavu nazivamo totalnom refleksijom.

Površina vode postaje zrcalo ako je upadni kut veći od graničnoga kuta.

Totalna refleksija na prozirnim stijenkama akvarija

Što čovjek vidi - predmet ili sliku predmeta?

PRIMJENA LOMA SVJETLOSTI Oko Optičke leće Svjetlovodi – optičke niti fatamorgana

FATAMORGANA

SVJETLOVOD – OPTIČKE NITI

Primjena svjetlovoda

PRIMJENA LOMA SVJETLOSTI 5. OPTIČKE LEĆE PRIMJENA LOMA SVJETLOSTI

PRIMJENA LEĆA

Osnovno o lećama: Vrste leća Leće i paralelan snop svjetlosti Karakteristične točke Karakteristične zrake Postanak i svojstva slike nastale u leći

VRSTE LEĆA RASTRESNA LEĆA SABIRNA LEĆA

Osnovno o lećama Optičko sredstvo: staklo, plastika, voda,…

VRSTE LEĆA SABIRNE LEĆE =KONVERGENTNE RASTRESNE LEĆE =DIVERGENTNE

VRSTE LEĆA SABIRNE LEĆE =KONVERGENTNE simbol RASTRESNE LEĆE =DIVERGENTNE simbol

Snop svjetlosti i sabirna leća

Snop svjetlosti i rastresna leća

Karakteristične točke OPTIČKE LEĆE optička os OO Središte, centar leće C Žarišta, fokusi F1 i F2    OO F1 C F2

Karakteristične zrake OPTIČKE LEĆE (3)    OO F1 C F2

Svojstva slike: Priroda slike: - stvarna, realna, prirodna – zamišljena, nerealna, virtualna Veličina slike u odnosu na predmet: - manja od predmeta - veća od predmeta Udaljenost od leće: - bliže - dalje Orijentacija: - uspravna - obrnuta

ZADACI - upute za rješavanje ovih zadataka potrebno je vodoravno okrenuti bilježnicu, svaki zadatak crtati na novom listu, pri crtanju pazi na točnost, urednost i preciznost svaki zadatak treba postaviti, nacrtati i ispisati svojstva slike

Zadatak 1: Nacrtaj sabirnu leću fokusa 5 cm. Označi joj sve karakteristične točke. Postavi predmet P  visok 1.5 cm na udaljenosti 12 cm od leće. Pomoću karakterističnih zraka odredi gdje će nastati slika predmeta. Ispiši svojstva i dimenzije slike (4).

1. Zadatak - rješenje    OO F1 C F2 f = 5 cm h = 1.5 cm a = 12 cm b, h’=? h’ = 1 cm b = 8.5 cm    OO F1 C F2 Svojstva slike: stvarna manja bliže obrnuta

Zadatak 2: Nacrtaj sabirnu leću fokusa 5 cm. Označi joj sve karakteristične točke. Postavi predmet P  visok 1.5 cm na udaljenosti 10 cm od leće. Pomoću karakterističnih zraka odredi gdje će nastati slika predmeta. Ispiši svojstva i dimenzije slike (4).

2. Zadatak - rješenje    OO F1 C F2 f = 5 cm h = 1.5 cm a = 10 cm b, h’=? h’ = 1.5 cm b = 10 cm    OO F1 C F2 Svojstva slike: stvarna iste visine iste udaljenosti obrnuta

Zadatak 3: Nacrtaj sabirnu leću fokusa 5 cm. Označi joj sve karakteristične točke. Postavi predmet P  visok 1.5 cm na udaljenosti 9 cm od leće. Pomoću karakterističnih zraka odredi gdje će nastati slika predmeta. Ispiši svojstva i dimenzije slike (4).

3. Zadatak - rješenje    OO F1 C F2 f = 5 cm h = 1.5 cm a = 9 cm b, h’=? h’ = 2 cm b = 11.5 cm    OO F1 C F2 Svojstva slike: stvarna veća dalje obrnuta

Zadatak 4: Nacrtaj sabirnu leću fokusa 5 cm. Označi joj sve karakteristične točke. Postavi predmet P  visok 1.5 cm na udaljenosti 2 cm od leće. Pomoću karakterističnih zraka odredi gdje će nastati slika predmeta. Ispiši svojstva i dimenzije slike (4).

4. Zadatak – rješenje    OO F1 C F2 f = 5 cm h = 1.5 cm a = 2 cm b, h’=? h’ = 2.5 cm b = 3.5 cm    OO F1 C F2 Svojstva slike: zamišljena veća dalje uspravna

6. RAZLAGANJE SVJETLOSTI NA BOJE

OPTIČKA PRIZMA Prozirna geometrijska prizma od stakla ili plastike Najčešće trostrana Lomi svjetlost 2 puta

VRSTE SVJETLOSTI Sunčeva svjetlost = BIJELA SVJETLOST MONOKROMATSKA ili JEDNOBOJNA SVJETLOST = svjetlost koja ima samo jednu boju Obojena svjetlost – u kazalištu, na koncertima

Miješanje boja u LIKOVNOM Kombinacijom crvene + žute + plave boje dobivamo sve ostale

Bijela svjetlost? Optičko miješanje boja: kombinacijom CRVENE + ZELENE + PLAVE SVJETLOSTItlst?

RAZLAGANJE BIJELE SVJETLOSTI BIJELA SVJETLOST SPEKTARNE BOJE SPEKTARNE BOJE (7): CRVENA NARANČASTA ŽUTA ZELENA PLAVA MODRA LJUBIČASTA

Kako dobiti bijelu svjetlost?

DUGA Prirodna optička pojava razlaganja svjetlosti na boje Svjetlost se lomi u kapljicama kiše

Razlaganje svjetlosti na kapljici kiše