Optika (1)

OPTIKA
Valguskiir – valguse levimise suuna geomeetriline vaste , sirge, mis on risti lainefrondiga.
Täielik peegeldus- nähtus, mis esineb valguse levimisel optiliselt tihedamast keskkonnast optiliselt hõredamasse keskkonda. Kui suunata valgus kahe keskkonna lahutuspinnale optiliselt tihedamast keskkonnast, siis on valguse murdumisnurk suurem langemisnurgast . Mingi langemisnurga α korral on murdumisnurk võrdne 90º. Seda nurka nimetatakse täieliku peegeldumise piirnurgaks. Sellest suuremate langemisnurkade korral valgus ei tungi teise keskkonda, vaid peegeldub esimesse tagasi.
Interferentsiks nimetatakse lainete liitumist, mille tulemusena lained tugevdavad või nõrgendavad üksteist. Lainete liitumise tulemus on määratud käiguvahega. Käiguvahe on teepikkuste vahe, mis lainetel tuleb liitumispunkti jõudmiseks läbida. Valguslainete puhul muutub valguse intensiivsus.
Huygensi -Fresneli printsiibi kohaselt iga lainefrondi punkt on elementaarlaine allikaks, kusjuures valguse intensiivsus mingis ruumipunktis on määratud elementaarlainete liitumise tulemusega. Samas faasis olevad lained tugevdavad üksteist, vastasfaasis olevad lained nõrgendavad või kustutavad üksteist liitumisel.
Näeme maailma värvilisena, kuna esemetelt peegeldunud (ka kiirgunud) valgus tekitab meie silmis valgusaistingu . Erineva lainepikkusega valguslained põhjustavad erinevaid valguaistinguid.
Footon – kvantoptikas energia portsjon . Valguskvant, mille kaupa kiirgub valgus aatomist. Valgus on footonite voog.
Footoni energia. E= hf
Footonil pole seisumassi, st ta ei saa eksisteerida paigalolekus.
E=mc² (footoni massi leidmiseks)
Footoni impulss p=mc
Murdumisseadus täieliku peegeldumise kohta sinα/ sin90º = n2/n1
Kui esimeseks keskkonnaks on vaakum või õhk, siis sinα = 1/ n1
Lainefront on pind või joon, mis eraldab keskkonda, kuhu laine pole veel levinud, sellest keskkonna osast, mille laine on läbinud. Lainefrondi kõik punktid võnguvad samas faasis, sest neisse jõudmiseks on laine levinud võrdse aja. Nii võib öelda, et lainefront on samafaasi joon või pind.
Geomeetriline optika ehk kiirteoptika on optika osa, kus ei ole oluline valguse levimisviis, vaid ainult levimissuund. Geomeetrilises optikas käsitletakse valgust sirgjooneliselt levivana. Teiste sõnadega, geomeetrilises optikas loetakse valguse lainepikkus võrdseks nulliga ja seetõttu pole vaja difraktsiooni või interferentsi arvestada.
Dispersioon on nähtus, mille korral aine absoluutne murdumisnäitaja sõltub valguse lainepikkusest või sagedusest.
Valguse murdumisseadus: langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on kahe antud keskkonna jaoks jääv suurus.
sinα/sinβ= const (α langemisnurk, β murdumisnurk)
Mehaanilised lained levivad vaid aines, elementaarlained nii aines kui vaakumis , see tähendab, nad ei vaja levimiseks ainet.
Fotokeemilised reaktsioonid toimuvad ainult valguskvantide osavõtul. NT fotosünttes, osooni tekkimine, AgBr lagunemine .
Koherentsed laiend – lained, mis on tekitatud koherentsete allikate poolt. Tekkimise tingimus: lainete sagedus on sama ja faasinihe on jääv.
Antud keskkonna murdumisnäitajat vaakumi suhtes nimetatakse selle keskkonna absoluutseks murdumisnäitajaks.
n= c/v c-valguse kiirus vaakumis v-valguse kiirus keskkonnas n-murdumisnäitaja
Difraktsioon - nähtus, kus lained painduvad tõkete taha. Määrab geomeetrilise optika levimise piirkonna. Valguse korral nimetatakse difraktsiooniks valguse sattumist varju piirkonda. Valguse difraktsioon ilmneb, kui avade mõõtmed pole väga palju suuremad valguse lainepikkusest.
Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljalöömist ainest valguse toimel. Fotoefekt toimub, kui hf> A
hf= A+ mv²/2
Fotoefekti tulemusena kehal positiivne laeng.