Κεφάλαιο 3 ον OΠΤΙΚΗ

Ανάκλαση Οπτική

Ανάκλασης β α ε Κάθετη Ακτίνα πρόσπτωσης Ακτίνα ανάκλασης Επίπεδο κάτοπτρο α: Γωνία πρόσπτωσης β: Γωνία ανάκλασης ε: Γωνία εκτροπής

Νόμος Ανάκλασης Νόμος Ανάκλασης: η γωνία πρόσπτωσης (α) ισούται με τη γωνία ανάκλασης (β) β α

Άσκηση Να βρεθεί η γωνία ανάμεσα στην προέκταση της προσπίπτουσας και της ανακλώμενης (γωνία εκτροπής)

Άσκηση Να βρεθούν οι γωνίες πρόσπτωσης και ανάκλασης Να βρεθεί η γωνία ανάμεσα στην προέκταση της προσπίπτουσας και της ανακλώμενης (γωνία εκτροπής)

Άσκηση Να σχεδιάσετε την πορεία της ακτίνας ΑΟ

Εφαρμογή: Αεροσκάφη Stealth F-117A ανακλούν τα σήματα των radars πάνω-κάτω. όχι προς τα πίσω. έτσι δεν μπορούν να επισημανθούν από τα radars.

Οπτική Διάθλαση

Διάθλαση ΑΟ είναι η προσπίπτουσα ακτίνα. ΟΔ είναι η διαθλωμένη ακτίνα. ΟΚ είναι η κάθετη στο σημείο πρόσπτωσης. α : είναι η γωνία πρόσπτωσης δ : είναι η γωνία διάθλασης

Πείραμα: φλυτζάνι-κέρμα Προσθέτωντας νερό στο φλυτζάνι βλέπουμε ότι το κέρμα γίνεται ορατό από θέση, όπου προηγουμένως ήταν αόρατο. Γιατί;

Φαινομενική ανύψωση αντικειμένου Παρόμοια με το “σπασμένο” μολύβι είναι και το ότι το πραγματικό βάθος (πισίνας-block γυαλιού) είναι μεγαλύτερο από το φαινόμενο βάθος.

“Σπάσιμο” μολυβιού στο νερό Ενα μολύβι που είναι μισοβυθισμένο στο νερό φαίνεται σπασμένο.

Πείραμα : φαινομενική ανύψωση Τοποθετώντας ενα block με γυαλί πάνω από ένα κομμάτι χαρτί στο οποίο υπάρχει κάτι γραμμένο, παρατηρούμε ότι τα γράμματα πάνω από το γυαλί φαίνονται ανυψωμένα. ΓΙΑΤΙ;

ΟΛΑ ΑΥΤΑ ΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΞΗΓΟΥΝΤΑΙ ΒΑΣΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΤΗΣ ΔΙΑΘΛΑΣΗΣ Γιατί ο πυθμένας μιας πισίνας φαίνεται πιο ψηλά από την πραγματική του θέση; Γιατί ένα μολύβι που είναι μισοβυθισμένο στο νερό φαίνεται σπασμένο; Γιατί όταν βλέπουμε αντικείμενα διαμέσου χοντρού γυαλιού φαίνονται ανυψωμέναμένα; ΟΛΑ ΑΥΤΑ ΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΞΗΓΟΥΝΤΑΙ ΒΑΣΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΤΗΣ ΔΙΑΘΛΑΣΗΣ

Διάθλαση β α δ Ακτίνα πρόσπτωσης Ακτίνα ανάκλασης Προέκταση προσπίπτουσας δ Ακτίνα διάθλασης α: Γωνία πρόσπτωσης β: Γωνία ανάκλασης δ: Γωνία διάθλασης

Μελέτη φαινομένου διάθλασης η ταχύτητα διάδοσης στον αέρα είναι 300,000 km/s η ταχύτητα διάδοσης στο γυαλί είναι 200,000 km/s Στην αλλαγή της ταχύτητας από μέσο σε μέσο οφείλεται το φαινόμενο της διάθλασης.

Πορεία φωτεινής ακτίνας από οπτικά αραιό σε οπτικά πυκνό μέσο Κάθετη Αέρας (αραιό) Προσπίπτουσα Νερό (πυκνό) Προέκταση Διαθλωμένη Αραιό Πυκνό Η διαθλωμένη πλησιάζει την κάθετη

Πορεία φωτεινής ακτίνας από οπτικά πυκνό σε οπικά αραιό μέσο Κάθετη Γυαλί (πυκνό) Προσπίπτουσα Διαθλωμένη Νερό (αραιό) Προέκταση Πυκνό Αραιό Η διαθλωμένη απομακρύνεται από την κάθετη

Πορεία φωτεινής ακτίνας μέσα από οπτικό πρίσμα Αέρας (αραιό) Εισερχομένη Γυαλί (πυκνό) Διαθλωμένη Αέρας (αραιό) Εξερχομένη Η Εξερχομένη είναι παράλληλη με την εισερχομένη

Η γωνία πρόσπτωσης είναι ανάλογη της γωνία διάθλασης Αέρας (αραιό) Νερό (πυκνό) Οσο αυξάνεται η γωνία πρόσπτωσης Αυξάνεται η γωνία διάθλασης

Ορική γωνία Αέρας (αραιό) Νερό (πυκνό) Όταν η γωνία πρόσπτωσης είναι 90ο, έχουμε τη μέγιστη γωνία διάθλασης Η γωνία αυτή ονομάζεται “ορική”,και είναι η μέγιστη γωνιά διάθλασης

Ολική ανάκλαση Πυκνό Αραιό Ανακλώμενη Προσπίπτουσα Ορική Διαθλώμενη Όταν η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με την ορική,η γωνία διάθλασης είναι 90ο (Παράλληλη με τη διαχωριστική επιφάνεια) Όταν η γωνία πρόσπτωσης είναι μεγαλύτερη από την ορική, έχουμε μόνο ανάκλαση και καθόλου διάθλαση

Άσκηση Αέρας (αραιό) Νερό (πυκνό) Η ορική γωνία του νερού είναι 49ο. 41ο Νερό (πυκνό) Η ορική γωνία του νερού είναι 49ο. Να συνεχιστεί η πορεία των ακτίνων

Άσκηση: Πρίσματα ολικής ανάκλασης Είναι ορθογώνια ισοσκελή τρίγωνα 45ο Κατασκευασμένα από οπτικό υλικό με ορική γωνία μικρότερη των 45ο Η γωνία πρόσπτωσης είναι 45ο, δηλαδή μεγαλύτερη από την ορική. Συνεπώς η ακτίνα θα πάθει ολική ανάκλαση