Valguse murdumine looduses ja tehismaailmas (siledatel ja kumeratel pindadel) Mis on valguse murdumine? ● nimetatakse laine levimissuuna muutust kahe keskkonna lahutuspiiril ● valguslaine murdub vaid tingimusel, et keskkond on erineva optilise tihedusega ja valgus saab minna esimesest keskkonnast teise ● Valgus murdub, kuna optiliselt mittehomogeensetes keskkondades valguse levimiskiirus muutub Milleks kasulik? ● Valguse murdumisel põhineb paljude optikariistade töö (prillid, luup, binokkel...) ● Samuti tekivad selle tõttu paljud optilised atmosfäärinähtused, nagu näiteks vikerkaar või tähtede vilkumine Murdumisseadus
*Täielik peegeldumine *Neeldumine *Murdumine *VALGUSNÄHTUSED *Valguse levimiseks nimetatakse valguse energia kandumist ruumi. *Optiliselt ühtlases keskkonnas levib valgus sirgjooneliselt. *VALGUSE LEVIMINE *Valguse peegeldumiseks nimetatakse valgusenergia tagasipöördumist mingilt pinnalt esialgsesse levimiskeskkonda. *VALGUSE PEEGELDUMINE *Valguse murdumiseks nimetatakse laine levimissuuna muutust kahe keskkonna lahutuspiiril. *Valguslaine murdub tingimusel, et keskkonnad on erineva optilise tihedusega ja valgus saab minna esimesest keskkonnast teise. *VALGUSE MURDUMINE *VALGUSALLIKAD *OPTOELEKTROONIKA *VALGUSE KASUTAMISE RAKENDUSALAD *Fotoefekt ehk fotoelektriline efekt kujutab endast elektromagnetkiirguse toimel tekkivat elektronide emissiooni metalli pinnalt, nn fotovoogu. *FOTOEFEKT Fotoefekti tekkimiseks peab pinnale langeva elektromagnetkiirguse
6.Langemisnurk on võrdne peegeldumisnurgaga, kusjuures langev kiir, langemispunkti pinnale joonistatud pinnanormaal ja peegeldunud kiir asuvad ühes ja samas tasapinnas. 7.Tasapeeglis tekib kujutis peegli taga sama kaugel kus on ese peegli ees. 8.Valguse murdumiseks nim füüsikalist näthust, mis seisneb valgusenergia levimissuuna muutumises juhul, kui valgusenergia levib ühest optilisest keskkonnast teise. 9. Valguse murdumiseks nimetatakse laine levimissuuna muutust kahe keskkonna lahutuspiiril. 10.Absoluutne murdumisnäitaja on füüsikaline suurus, mis on võrdne langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhtega juhul, kui valgusenergia levib vaakumist antud keskkonda. 11. absoluutne murdumisnäitaja on seotud valguse levimiskiirusega antud keskonnas ja sõltub keskonna füüsikalistest omadustest milles valgus levib 12.Optiliselt tihedamaks keskkonnaks nim keskkonda, kus in valguse levimise kiirus väiksem ja teatud teepikkuse läbimiseks kulub seal rohkem aega. 13
Geomeetriline optika b. Laineoptika c. Kvantoptika 7. Tasapeeglis tekkiv kujutis on a. Näiv kujutis b. Tegelik kujutis tegelik kujutis tekib seal, kuhu jõuab valgusenergia, st valguskiirte lõikepunktis. Näiv kujutis tekib valguskiirte PIKENDUSTE lõikepunktis 8. Joonisel on toodud langev kiir, peegeldunud kiir ja pinnanormaal. Milline nurk on langemisnurk? a. Alfa b. Beeta 9. Kas on õige väide: ''valguse murdumine kkde lahutuspiiril on tingitud valguse levimiskiiruste erinevustest'' a. Ei, sest valgus levib alati ühesuguse kiirusega 300 000km/s b. Jah, sest valguse kiirus erinevates kkdes on erinev 10. Kui valgus liigub optilisest tihedamaast kkst optiliselt hõredamasse (nt veest ühku), siis a. Murdumisnurk on suurem kui langemisnurk b. Murdumisnurk on väiksem kui langemisnurk 11. Milline valem seob valguse murdumise korral nurkasid ja kke murdumisnäitajaid? a. (1) b. (2) c
jõududega, mis on absoluutväärtuselt võrdsed ja vastassuunalised. 2. Bernoulli võrrand Bernoulli võrrand seob voolava vedeliku rõhu, voolu kiiruse ja asendi potentsiaalse energia ning kirjeldab energia tasakaalu voolava vedeliku joas. Võrrandi tuletas Sveitsi matemaatik Daniel Bernoulli (17001782). 3. Valguse murdumine, murdumisseadus, murdumisnäitaja Valguse murdumine ehk valguse refraktsioon on laine levimissuuna muutus kahe keskkonna lahutuspiiril. Valguslaine murdub tingimusel, et keskkonnad on erineva optilise tihedusega ja valgus saab minna esimesest keskkonnast teise. Valgus murdub, kuna optiliselt mittehomogeensetes keskkondades valguse levimiskiirus muutub. Valguse murdumisel põhineb paljude optikariistade töö (prillid, luup, mikroskoop, binokkel jm.) Valguse murdumise tõttu tekivad paljud optilised atmosfäärinähtused, nagu näiteks vikerkaar, tähtede vilkumine, halo.
Harva kasutatakse. Näiteks: elektriküünlad jõulupuul, elektrilambid rühmiti trammides. rööpühendus- Vool hargneb, Voolutugevus magistraaljuhis võrdub harude voolutugevuste summaga., Pinge kõikide juhtide otstel on sama., Ta takistus peab olema võimalikult suur, väga palju kasutatakse. See võimaldab: 1) valmistada tarbijat kindlale pingele, 220V; 2)tarbijaid eraldi sisse ja välja lülitada Valguse murdumine- nimetatakse laine levimissuuna muutust kahe keskkonna lahutuspiiril. Valguslaine murdub tingimusel, et keskkonnad on erineva optilise tihedusega ja valgus saab minna esimesest keskkonnast teise. Lainete interferents- Nähtus, mis tekib mitme ühesuguse lainepikkusega laine liitumisel Coulombi seadus- ehk elektrostaatilise vastasmõju kvantitatiivne seadus Newtoni esimene seadus ehk inertsiseadus väidab, et keha liigub ühtlaselt sirgjooneliselt või seisab paigal, kui talle mõjuvate jõudude resultant võrdub nulliga.
valgust kehas neeldub Kriitpaber 85 ja vähem peegeldub. Valguse neeldumisel Kirjutuspaber 6080 kehtib energia jäävuse Värske lumi 85 seadus: energia ei teki Inimese nahk 35 ega kao, vaid muundub ühest liigist teise. Must samet 0,5 Valguse murdumine Valguse murdumiseks nimetatakse laine levimissuuna muutust kahe keskkonna lahutuspiiril. Valguslaine murdub tingimusel, et keskkonnad on erineva optilise tihedusega ja valgus saab minna esimesest keskkonnast teise. Kasutatud kirjandus http://www.miksike.ee/documents/main/referaadid/valgustid .htm http://www.sloleht.ee/index.aspx? id=190119&d=20060120&a=1 http://et.wikipedia.org/wiki/Valguse_murdumine http://www.koolielu.ee/files/fyysika Füüsika õpik VIII klassile
Päikeselt lähtuvast UVst jõuab Maapinnani vaid tühine osa suurem osa UVst neeldub Maa atmosfääris sisalduvas osoonikihis. Millist nähtust nimetatakse valguse peegeldumiseks? Valgusenergia tagasipöördumist mingilt pinnalt esialgsesse levimiskeskkonda Sõnasta valguse peegeldumise seadus valguse langemisnurk on võrdne valguse peegeldumisnurgaga Millist nähtust nimetatakse valguse murdumiseks? Laine levimissuuna muutust kahe keskkonna lahutuspiiril. Valguslaine murdub tingimusel, et keskkonnad on erineva optilise tihedusega ja valgus saab minna esimesest keskkonnast teise Mida iseloomustab keskkonna absoluutne murdumisnäitaja? Absoluutsne murdumisnäitaja on aine murdumisnäitaja vaakumi suhtes, st kui valgus tuleb vaakumist (ligikaudu ka õhust) mingisse keskkonda Sõnasta valguse murdumisseadus? Langev kiir, murdunud kiir ning langemispunktist kahe keskkonna lahutuspinnale tõmmatud normaal asuvad ühes ja samas tasapinnas
murdub Spekter – Kui valge valgus läbib klaasprismat, siis ta murdub ning tekib vikerkaarevärviline valgusvihk. Valge valgus saab ka vihmapiisa sees murduda ning seetõttu tekib vikerkaar. On olemas ka selliseid kiiri, mida me ei näe - näiteks ultraviolettkiired ja infrapunakiired. Need on inimsilma jaoks nähtamatud, kuid need kiirgused käituvad samamoodi nagu nähtav valgus - neelduvad, peegelduvad pindadelt ja murduvad erinevate keskkondade lahutuspiiril. Ultraviolettkiirgust ja infrapunakiirgust kiirgab näiteks Päike. Näha saab valgust, mille lainepikkus on 360-760 nanomeetrit. Inimestel on kolmevärvinägemine (trikoromaasia) Värvipimedust nimetatakse ka John Daltoni järgi daltonismiks Ishihara testi tehakse selleks, et kontrollida, kas inimene on värvipime või mitte. RGB - mudel – Lihtvärvimudel, milles erinevaid värvitoone saadakse kolme põhivärvuse (punane, sinine, roheline) liitumisel.
mis on sisuliselt interferentsi tulemus. Valguse ja aine vastastikmõju Valguskiir on geomeetriline mõiste, millest ka kiirteoptika paralleeltermin geomeetriline optika. Valguskiir näitab valgusenergia levimise suunda. Valguse sirgjoonelise levimise seadus: ühtlases (st homogeenses ja isotroopses) keskkonnas levib valgus sirgjooneliselt. Tõestuseks on punktvalgusallika poolt tekitatud varju terav piirjoon. Murdumine: kahe läbipaistva keskkonna lahutuspiiril valgus peegeldub ja murdub, st muudab levimissuunda. Murdumisnurk, murdumisseadus: valguse langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on kahe antud keskkonna puhul jääv suurus, mida nimetatakse murdumisnäitajaks n. Absoluutne murdumisnäitaja on aine murdumisnäitaja vaakumi suhtes, st kui valgus tuleb vaakumist (ligikaudu ka õhust) mingisse keskkonda. Tavaliselt kasutataksegi ja on tabelites antud need (näiteks n 1,5 , n 1,33 ).
Peegeldumine nähtus, kus valguskiir pöördub esimesse keskkonda tagasi. - langemisnurk - peegeldumisnurk Peegeldumisseadus Langev kiir, peegelduvkiir ja langemispunkti tõmmatud pinnanormaal asuvad ühes tasandis ning peegeldumisnurk võrdub langemisnurgaga. Tasapeegel tasand, millelt valgus peegeldub. Murdumine Kahe läbipaistva keskkonna lahutuspiiril valgus lisaks peegeldumisele see ka murdub ehk muudab oma liikumissuunda. Murdumisseadus Langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on kahe antud keskkonna jaoks jääv suurus. v sin ns = 1 = v2 sin - murdumisnurk
Seda kasutatakse : Päikeseprillides (et vähendada lumelt, järvelt peegeldunud valguse tugevust. Kuna nendelt tulnud valgus on juba polariseeritud) 3D-prillid (kindel E-vektor peab minema kindlalt poolt läbi) 59. Valguse intensiivsus. Näitab valgusenergia hulka, mis langeb mingile pindalale mingi ajaühiku jooksul. 60. Valguse murdumine. Valguse murdumine on laine levimissuuna muutus kahe keskkonna lahutuspiiril. Valguslaine murdub tingimusel, et keskkonnad on erineva optilise tihedusega ja valgus saab minna esimesest keskkonnast teise. 61. Sisepeegeldus. Sisepeegeldus on nähtus, mis leiab aset valguselevimisel tihedamast keskkonnast hõredamasse, mille juures valguse langemisnurk on suuremvõrdne täieliku peegeldumise piirnurgast, mille tõttu murdumisnurk on 90o ehk murdunud kiir kulgeb piki keskkondade piirpinda. Joonis:
võnkumised tugevdavad või nõrgendavad teineteist. koherentsus kahe laine lainepikkus on sama ja nende faaside suhe on ajas muutumatu. valguse difraktsioon nähtus, kus valguslained painduvad tõkete taha. Valguse ja aine vastastikmõju valguskiir - igas ruumi punktis, vaid ühes suunas leviv valguslaine. valguse sirgjoonelise levimise seadus ühtlases keskkonnas levib valgus sirgjooneliselt. murdumine - Valguse murdumiseks nimetatakse laine levimissuuna muutust kahe keskkonna lahutuspiiril. murdumisnurk - pinnaristsirge ja murdunud kiire vaheline nurk. murdumisseadus langemisnurga ja murdumis nurga siinuste suhe on antud keskkonna jaoks jääv suurus. suhteline murdumisnäitaja võrdne langemis ja murdumisnurga siinuste suhtega. absoluutne murdumisnäitaja antud keskkonna murdumisnäitaja vaakumis suhtes. dispersioon aine absoluutse murdumisnäitaja sõltuvus lainepikkusest spekter näitab valguse intensiivsuse jaotust lainepikkuste või sageduste järgi.
PP. Langev valgusekiir AB langeb langemispunkti B, kuhu on tõmmatud normaal n (mõtteline ristsirge pinnaga). Nurka langeva kiire ja normaali vahel nimetatakse langemisnurgaks ja tähistatakse ga (ABn). Peegeldunud kiir BC moodustab normaaliga peegeldumistnurga . Peegeldumisseadus on järgmine. Kiire langemisnurk ja peegeldumisnurk on võrdsed: =. Kui kiir läheb ühest keskkonnast teise, siis keskkondade lahutuspiiril LP ta murdub. Langev kiir AB moodustav normaaliga n langemisnurga ja murdunud kiir BC moodustab normaaliga murdumisnurga . 30.Valguse murdumisseadused Langev kiir, murdunud kiir ja kiire langemispunki kahe keskkonna lahutuspinnale tõmmatud normaal asuvad ühes tasapinnas. Langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on kahe keskkonna jaoks konstantne suurus, mida on kahe keskkonna jaoks konstantne, suurus mida nimetatakse suhteliseks
Sundvonkumist iseloomustab sundiva jou sagedus. Kui sundiva jou sagedus langeb kokku susteemi omavonkesagedusega, tekib resonants: vonkeamplituud kasvab jarsult. Mehaaniline laine on vonkumiste levimine elastses keskkonnas. Laine levimisel ei kandu keskkonnaosakesed lainega kaasa, vaid vonguvad oma tasakaaluasendi umber. Laine kannab edasi energiat. Ristlaine korral vonguvad osakesed risti laine levimissuunaga. Ristlained saavad levida ? tahketes kehades; ? kahe keskkonna lahutuspiiril. Pikilaine korral vonguvad osakesed piki laine levimissuunda. Pikilained saava levida ? tahketes kehades; ? vedelikes; ? gaasides. Interferents on lainete liitumine Lainete paindumine tokete taha on difraktsioon. Heli, mille sagedus on suurem kui 20000Hz, on ultraheli. Heli, mille sagedus on vaiksem kui 16Hz, on infraheli. Heli levimiskiirus soltub keskkonnast ja temperatuurist. Vastuvoetava heli korgus
4. Levides punktist A punkti B, valib valgus tee, mille läbimiseks kuunud aeg on minimaalne 5. Footoni energia on võrdeline valguse sagedusega 6. Millise optika haru korral pole oluline valguse levimisviis, vaid ainult levimissuund? geomeetrilise optika 7. Tasapeeglis tekkiv kujutis on näiv kujutis 8. Joonisel on toodud langev kiir, pegeldunud kiir ja pinnanormaal. Milline nurk on langemisnurk? alfa 9. Kas on õige väide: “valguse murdumine kekkondade lahutuspiiril on tingitud valguse levimiskiiruse erinevusest” jah, sest valguse kiirus erinevast keskkonnast on erinev 10. Kui valgus liigub optilisest tihedamast keskkonnast optiliselt hõredamasse , siismurdumisnurk on suurem, kui langemisnurk 11. Milline valem seob valguse murdumise korral nurkasid ja keskkondade murdumisnäitajais? sinalfa jagatud sin gamma 12. Vee absoluutne murdumisnäitaja o 1, 33. valguse kiirus vees on ? 13
li keskpunkti langev kiir murdu, küll aga peegeldub). 10 Joonis 10: Kujutise leidmine kumerpeeglis. Edaspidi nimetatakse neid kiiri A, B, C ja D kiirteks. Sõltuvalt sel- lest, kas juttu on kumer- või nõguspeeglist, tuleb kasutada kumer- või nõguspeegli jaoks sobivaid kiire konstrueerimise eeskirju. 3 Valguse murdumine 3.1 Valguse murdumise seadus Kahe läbipaistva keskkonna lahutuspiiril valgus murdub, st. muu- dab oma levimissuunda. Muutuse suurus on määratud murdumis- seadusega, mille kohaselt valguse üleminekul ühest keskkonnast tei- se valguskiir murdub nii, et langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on jääv suurus ning langev kiir, murduv kiir ja langemispunkti tõmmatud pinnanormaal asuvad ühes ta- sandis. Seda siinuste suhet nimetatakse teise keskkonna suhteliseks murdu- misnäitajaks esimese keskkonna suhtes. Esimeseks keskkonnaks ni-
minimaalne 5. Footoni energia on võrdeline valguse sagedusega 6. Millise optika haru korral pole oluline valguse levimisviis, vaid ainult levimissuund? Geomeetriline optika 7. Tasapeeglis tekkiv kujutis on näiv kujutis 8. Joonisel on toodud langev kiir, peegeldunud kiir ja pinnanormaal. Milline nurk on langemisnurk? Kiire ja vertikaaltelje vaheline nurk. 9. Kas on õige väide "Valguse murdumine keskkondade lahutuspiiril on tingitud valguse levimiskiiruste erinevusest"? Jah, sest valguse kiirus erinevates keskkondades on erinev. 10. Kui valgus liigub optilisest tihedamast keskkonnast optiliselt hõredamasse (näiteks veest õhku), siis murdumisnurk on suurem kui langemisnurk. 11. Milline valem seob valguse murdumise korral nurkasid ja keskkondade murdumisnäitajaid? a. Sin /sin = n2/n1 (langemisnurk/murdumisnurk=teise keskkonna
on atmosfääri hajunud kõige rohkem. Need kiired jõuavad maapinnale viimasena, mille mõjul me näeme taevast sinisena. Tähtede vilkumine tähe näiv heleduse muutus on tingitud tähelt tulevate valguskiirte murdumisest Maa õhkkonna suures hulgas pisivooludes. Mida rohkem on õhus pisivoole, seda muutlikumana näib meile täht. Alumine miraaz valguskiirte murdumist vaadeldes näeme, et kui kiir satub oma teekonnal teise optilise tihedusega keskkonda, murdub ta nende keskkondade lahutuspiiril. Maapinnalähedane õhk koosneb erineva tihedusega kihtidest, kõrgemad on madalamatest hõredamad. Õhu tihedus oleneb ka temperatuurist. Kui maapinnalähedased õhukihid on väga soojad, siis võib kujuneda selline olukord, kus kõrgemad kihid on madalamatest tihedamad. Kuna alumine kiht on hõredam kui ülemine, siis kiired kõverduvad maapinna suhtes ja lõpuks peegelduvad. Alumine miraaz olukord, kus näeme eset selle tõelisest asukohast madalamal.
tõmmatud pinnanormaal asuvad ühes tasandis ning peegeldumisnurk võrdub langemisnurgaga. NB! Optikas mõõdetakse nurki pinnanormaali suhtes. Eristatakse peegeldumist (siledalt pinnalt) ja hajusat ehk difuusset peegeldumist (karedalt pinnalt, näiteks paberilt). Tasapeegel on tasand, millelt valgus peegeldub. Kujutis on näiv, sest asub kiirte pikendustel tagasi peegli taga, sümmeetriliselt peegli suhtes. Murdumine: kahe läbipaistva keskkonna lahutuspiiril valgus peegeldub ja murdub, st muudab levimissuunda. Murdumisnurk, murdumisseadus: valguse langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on kahe antud keskkonna puhul jääv suurus, mida nimetatakse murdumisnäitajaks n. Absoluutne murdumisnäitaja on aine murdumisnäitaja vaakumi suhtes, st kui valgus tuleb vaakumist (ligikaudu ka õhust) mingisse keskkonda. Tavaliselt kasutataksegi ja on tabelites antud need (näiteks nklaas 1,5 , nvesi 1,33 ).
tõmmatud pinnanormaal asuvad ühes tasandis ning peegeldumisnurk võrdub langemisnurgaga. NB! Optikas mõõdetakse nurki pinnanormaali suhtes. Eristatakse peegeldumist (siledalt pinnalt) ja hajusat ehk difuusset peegeldumist (karedalt pinnalt, näiteks paberilt). Tasapeegel on tasand, millelt valgus peegeldub. Kujutis on näiv, sest asub kiirte pikendustel tagasi peegli taga, sümmeetriliselt peegli suhtes. Murdumine: kahe läbipaistva keskkonna lahutuspiiril valgus peegeldub ja murdub, st muudab levimissuunda. Murdumisnurk, murdumisseadus: valguse langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on kahe antud keskkonna puhul jääv suurus, mida nimetatakse murdumisnäitajaks n. Absoluutne murdumisnäitaja on aine murdumisnäitaja vaakumi suhtes, st kui valgus tuleb vaakumist (ligikaudu ka õhust) mingisse keskkonda. Tavaliselt kasutataksegi ja on tabelites antud need (näiteks nklaas 1,5 , nvesi 1,33 ).
Langev valgusekiir ( edaspidi kiir, langev kiir ) AB langeb langemispunkti B , kuhu on tõmmatud normaal - n (mõtteline ristsirge pinnaga). Nurka langeva kiire ja normaali vahel nimetatakse langemisnurgaks ja tähistatakse - ga.( ABn ). Peegeldunud kiir BC moodustab normaaliga peegeldumisnurga . Kiire langemisnurk ja peegeldumisnurk on võrdsed. = Kui kiir läheb ühest keskonnast teise, siis keskkondade lahutuspiiril - LP (joon. 2) ta muudab oma liikumissuunda ehk murdub. Langev kiir AB moodustab normaaliga n langemisnurga ja murdunud kiir BC moodustab normaaliga murdumisnurga . Esimesest keskkonnast tulevat kiirt nimetatakse langevaks kiireks ja teise keskkonda tunginud kiirt aga murdunud kiireks. Murdumisseadused on järgmised: 1. Langev kiir, murdunud kiir ja kiire langemispunkti kahe keskonna lahutuspinnale tõmmatud normaal asuvad ühes tasapinnas, 2
Fookuse kaugust peegelpinnast, mõõdetuna piki optilist peatelge, nimetatakse peegli fookuskauguseks. Nõguspeegli fookuskaugust loetakse positiivseks, kumerpeegli oma negatiivseks. Fookuskaugus f ja peeglit moodustava sfääri raadius r on seotud järgmiselt: f = r 2 Sirget, mis läbib sfääri keskpunkti C ja fookust F, nimetatakse peegli optiliseks peateljeks. Optilise peatelje lõikepunkti peegli pinnaga nimetatakse lagipunktiks O. Murdumisnäitaja Kahe läbipaistva keskkonna lahutuspiiril valgus murdub, st. muudab oma levimissuunda. Muutuse suurus on määratud murdumisseadusega, mille kohaselt valguse üleminekul ühest keskkonnast teise valguskiir murdub nii, et langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on jääv suurus ning langev kiir, murduv kiir ja langemispunkti tõmmatud pinnanormaal asuvad ühes tasandis. Seda siinuste suhet nimetatakse teise keskkonna suhteliseks murdumisnäitajaks esimese keskkonna suhtes
annaabi.ee 
