sin n1 Kui n1 < n2, siis valemist tuleneb: n1 sin sin sin n2 St. murdumisel optiliselt hõredamast keskkonnast optiliselt tihedamasse keskkonda on murdumisnurk β alati väiksem langemisnurgast α. Murdumise piirnurk β P vastab langemisnurgale α = 90° ja on leitav valemist: n1 sin P n2 Valguse langemisel optiliselt tihedamast keskkonnast on murdumisnurk α alati suurem langemisnurgast β. Nurga β = βP korral peegeldub kogu valgus antud keskkonda tagasi. Seda nähtust nimetatakse täielikuks sisepeegelduseks.
Murdumisseaduse kohaselt on langemisnurk ja murdumisnurk seotud kokkupuutuvate keskkondade murdumisnäitajatega järgmise valemi abil: Valem 1 sin n2 = sin n1 Kui n1 < n2, siis valemist 1 tuleneb: n sin = 1 sin < sin n2 St. murdumisel optiliselt hõredamast keskkonnast optiliselt tihedamasse keskkonda on murdumisnurk alati väiksem langemisnurgast . Murdumise piirnurk P vastab langemisnurgale = 90° ja on leitav valemist: Valem 2, piirnurga valem n1 sin P = n2 Valguse langemisel optiliselt tihedamast keskkonnast on murdumisnurk alati suurem langemisnurgast . Nurga = P korral peegeldub kogu valgus antud keskkonda tagasi. Seda nähtust nimetatakse täielikuks sisepeegelduseks. Peegeldunud ja murdunud kiire intensiivsus sõltub langemisnurgast . Langemisnurga
Valguse peegeldumine Õp: 10-14 Tv: 8-17 Newtoni poolt formuleeritud neljale põhiseadusele. 1. Valgus levib sirgjooneliselt. 2. Valguskiired on sõltumatud: iga kiir levib ruumis nii, nagu poleks teisi olemas. 3. Valguse peegeldumisel tasaselt pinnalt on langev kiir, peegeldunud kiir ja langemispunkti tõmmatud pinnanormaal ühes tasandis. Langemisnurk võrdub peegeldumisnurgaga. Valguse peegeldumine: · Valguse peegeldumiseks nimetatakse nähtust,kus valguse langedes kahe keskkonna piirpinnale, levib valgus tagasi esimesse keskkonda Murdumise tõttu märgatakse eseme mõõtmete, kuju ja asukoha näivat muutumist. Kõrvalolev pilt iseloomustab seda kõige lihtsamalt. Veel mõningaid näiteid... Kui valgus läbib klaasi, siis ta murdub ning muudab suunda. Antud juhul on klaas mitmetahuline ning valgus...
Kordamisküsimused: VALGUSE MURDUMINE 1. Mida kujutab endast optiline keskkond? 2. Kuidas murdub valgus kui valgus levib optiliselt hõredamast keskkonnast tihedamasse? Valguskiir murdub pinna ristsirge suunas. 3. Mis on optiline tihedus? dimensioonita suurus, mis iseloomustab optilise kiirguse nõrgenemist neeldumisel ja hajumisel aines. 4. Mida kujutab endast täieliku peegeldumise piirnurk? Sellest algab täielik peegeldumine. See on kui peegelduv kiir asub piki horisonti. 5. Defineeri langemisnurk. On nurk, mis jääb langeva kiire ja pinnaristsirge vahele. 6. Defineeri murdumisnurk. On nurk, mis jääb pinnaristsirge ja murdunud kiire vahele. 7. Kuidas murdub valgus siis kui valgus levib ühest ainest teise ainesse, mis on sama optilise tihedusega kui esimene? Valgus ei murdu, vaid läbi keskkonda sirgjooneliselt, muutmata liikumissuunda. 8
1. Valguse langemisel õhust vette on murdumisnurk 60 kraadi. Milline on 1. Valguse langemisel õhust klaasi on langemisnurk 30 kraadi. Milline on langemisnurk ? Vee absoluutne murdumisnäitaja on 1,5 ja õhul 1. murdumisnurk? Klaasi absoluutne murdumisnäitaja on 1,5 ja õhul 1. 2. Leia valguse levimiskiirus vees, kui vee absoluutne murdumisnäitaja on 1,33 ja 2. Leia vee ja teemandi täieliku peegeluse piirnurk. Teemandi absoluutne valguse kiirus vaakumis on 300 000 km/s murdumisnäitaja on 2,4 ja vee absoluutne murdumisnäitaja on 1,33 3. Kiirevoolulise jõe põhja on vertikaalselt löödud 1,5 m pikkune teivas. Teivas 3. Millise nurga võrra kaldub kiir esialgsest suunast kõrvale, kui ta langeb on üleni vee all. Leia teiba varju pikkus, kui päikesekiired langevad veepinnale õhust klaasi langemisnurgaga 40 °
murdumisnäitajasse. Aine absoluutse murdumisnäitaja sõltuvust valguse lainepikkusest nim dispersiooniks. Prisma ei muuda valget valgust, vaid lahutab selle koostisosadeks. Aine murdumisnäitaja on seda suurem, mida väiksem on valguse lainepikkus. Pidevspektris on esindatud kõik lainepikkused. Joonspektri annavad kõik ained gaasilises olekus madalal rõhul. Neeldumisspekter näitab, millise lainepikkusega valguslaineid antud aine neelab. Täielik peegelduse piirnurk sin0=1/n. Õhukese läätse valem: 1/f=1/a + 1/k. D= 1/f. Peegeldumisseadus =.
76. Mis on täielik peegeldus? Joonis, valem, seletus, rakendused. Suurendades langemisnurka , jõuame olukorrani, kus =900 ja edasisel langemisnurga suurendamisel kiir teise keskkonda ei levi. See on täielik peegeldus. Langemisnurk, mille juures murdumisnurk on 900 on antud keskkondade jaoks sisepeegeldumise piirnurk. Detailsemal uurimisel selgub, et valguslaine sukeldub teise keskkonda poole lainepikkuse ulatuses ja naaseb siis. See efekt on energeetiliselt 100%-se kasuteguriga. Kiudoptika, veekogu, kalade nägemine. Ka siin kehtib kiire pööratavus. 77. Mis on Fermat' printsiip? Optiline teepikkus kui järeldus Fermat' printsiibist. Fermat' printsiip. Fakt: Homogeenses keskkonnas levib valgus sirgjooneliselt
murdumisnäitajasse. Aine absoluutse murdumisnäitaja sõltuvust valguse lainepikkusest nim dispersiooniks. Prisma ei muuda valget valgust, vaid lahutab selle koostisosadeks. Aine murdumisnäitaja on seda suurem, mida väiksem on valguse lainepikkus. Pidevspektris on esindatud kõik lainepikkused. Joonspektri annavad kõik ained gaasilises olekus madalal rõhul. Neeldumisspekter näitab, millise lainepikkusega valguslaineid antud aine neelab. Täielik peegelduse piirnurk sin0=1/n. Õhukese läätse valem: 1/f=1/a + 1/k. D= 1/f. Peegeldumisseadus =. Valguse murdumisseadus: Langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on kahe antud keskkonna jaoks jääv suurus ja seda nimetatakse teise keskkonna murdumisnäitajaks esimese keskkonna suhtes. Langev kiir, murdunud kiir ja langemispunkti tõmmatud lahutuspinna ristsirge (pinnanormaal) on ühes tasandis. Absoluutseks murdumisnäitajaks nimetatakse antud keskkonna murdumisnäitajat vaakumi suhtes (na=c/v)
Jõud deformeerivad vedelikukogust seda enam, mida suurem see kogus on. Pinal on molekulil suurem potentsiaalne energia. Vedeliku pinnal asuvale molekulile mõjub vedeliku sisse suunatud jõud. Pindpinevusjõuks nimetatakse jõudu, mida kokkutõmbuv vedelikupind avaldab temaga piirnevatele kehadele. Märgamisega on tegu kui vedelik tõkestamatult mööda pinda laiali voolab. Mittemärgamisega on tegu kui mingil alusel asuvad vedelikutilgad püüdlevad kera kuju poole. Piirnurk on nurk tasapinnalise aluse ja tasapinnaga piirneva vedelikukoguse vahel. Täieliku mittemärgamise puhul on veetilgad peaaegu kerakujulised, nurk on 180°. Osalise mittemärgamise puhul püüdlevad tilgad kera kuju poole, kuid täiuslikust ei saavuta, nurk on nürinurk. Osalise märgamise puhul tahab vedelik laiali valguda, kuid täielikult see ei õnnestu, nurk on teravnurk. Täieliku märgamise puhul püüab vedelik mööda alust takistamatult laiali voolata, nurk on 0°
maxFf f
Ft
f
FG
maxFf Ft
FG
Fn
Süsteem on tasakaalus,
kui Ft
keskkonna valguspinnale ning langemisnurka suurendada, siis sisepeegeldus. pöördub sealt tagasi esimesse suureneb ka murdumisnurk ja mingil α˳(vesi) = 49° keskkonda. hetkel saab ta võrdseks. Murdumist ei toimu ja kogu valgus peegeldub α˳- täieliku sisepeegelduse piirnurk esimesse kekskonda tagasi. γ=90° Valguse murdumine on Kui valgus murdub hõredamast Kui valgus murdub tihedamast füüsikaline nähtus kui valguskiir keskkonnast tihedamasse, siis keskkonnast hõredamasse, siis tema langeb kahe keskkonna tema kiirus väheneb ja murdumine kiirus suureneb ja murdumine toimub lahutuspinnale ja tungib sealt teise toimub pinnanormaali poole
nurga all, näeme peegeldunud veekogu põhja. Muidugi on selleks vaja, et vesi on puhas ja valgust piisavalt. Kui suur peab valguse langemisnurk olema, et täielik peegeldus aset leiaks? See oleneb sellest, kui palju erinevad nende keskkondade optiliselt tihedused, mille piirpinnal valgus levib. Veest ei lähe valgus õhku siis, kui langemisnurk on vähemalt 49° (ümardatud tulemus). Öeldakse, et veest õhku levimisel on täieliku peegelduse piirnurk umbes 49°. Aga klaas on optiliselt veelgi tihedam kui vesi. Klaasist õhku levimisel on täieliku peegelduse piirnurk umbes 42°. Praktikas on oluline, et see on väiksem kui 45°. Miks? Vaatleme klaasist püstprismat, mille põhjaks on võrdhaarne täisnurkne kolmnurk. Langegu valgus risti prisma väiksemale külgtahule. Joonis 3.22. Valguse levimine klaasprismas Selle valguskiire edasise käigu konstrueerimisel tuleb olla väga tähelepane- lik. 1
murdumis näitaja seda optiliselt tihedamaks loetakse keskkonda. Täielik peegeldus saab tekkida valguskiire üleminekul optiliselt tihedamast keskkonnast optiliselt hõredamasse keskkonda, seljuhul on murdumisnurk suurem langemis nurgast, teatud langemis nurga väärtuse juures murdumisnurk saab võrdseks 90º, sellisele murdumisnurgale vastavat langemisnurka nim. Täieliku peegelduse piirnurgaks. Kui valguskiir langeb suurema nurgaga kui piirnurk, siis ta enam ei murdu vaid peegeldub samas keskkonnas tagasi. Pilet 12.3 Laboratoorne töö: Läätse fookuskauguse määramine. f=ak/a+k Pilet 13.1 Elektriväli. Coulomb'i seadus. Elektri väli on elektri laengu poolt tekitatud ruumis leviv pidev väli ja mis mõjutab ruumis paiknevaid teisi elektri laenguid. On elektromagnet välja piirpunkt. Levimis kiirus on võrdne valguse kiirusega vaakumis.
n2 v1 c n21 = n 21 = n abs = n abs 1 n1 v2 v Täielik peegeldus tekib valguskiire langemisel keskkondade lahutuspinnale optiliselt tihedama keskkonna 1 poolt tingimusel sin . piirnurk, n murdumisnäitaja n Valguse dispersioon on valguse murdumisnäitaja sõltuvus valguse lainepikkusest. Dispersiooni tõttu jaotab klaasprisma valge valguse kui liitvalguse spektriks. Kujutise põhineb läätse järgmistel omadustel: konstrueerimine 1. optilise peateljega paralleelne kiir läbib fookuse; läätses 2
112. Mis on täielik peegeldus? Joonis, valem, seletus, rakendused. Suurendades langemisnurka α , jõuame olukorrani, kus β=900 ja edasisel langemisnurga suurendamisel kiir teise keskkonda ei levi. See on täielik peegeldus. Langemisnurk, mille juures murdumisnurk on 900 on antud keskkondade jaoks sisepeegeldumise piirnurk. Detailsemal uurimisel selgub, et valguslaine sukeldub teise keskkonda poole lainepikkuse ulatuses ja naaseb siis. See efekt on energeetiliselt 100%se kasuteguriga. Kiudoptika, veekogu, kalade nägemine. Ka siin kehtib kiire pööratavus. 113. Mis on Fermat’ printsiip? Optiline teepikkus kui järeldus Fermat’ printsiibist. Fermat’ printsiip.
n2 v1 c n21 = n 21 = n abs = n abs 1 n1 v2 v Täielik peegeldus tekib valguskiire langemisel keskkondade lahutuspinnale optiliselt tihedama keskkonna 1 poolt tingimusel sin . piirnurk, n murdumisnäitaja n Valguse dispersioon on valguse murdumisnäitaja sõltuvus valguse lainepikkusest. Dispersiooni tõttu jaotab klaasprisma valge valguse kui liitvalguse spektriks. Kujutise põhineb läätse järgmistel omadustel: konstrueerimine 1. optilise peateljega paralleelne kiir läbib fookuse; läätses 2
110. Mis on valguskiir, valguskimp ja nimetage nendega seotud seadused? 111. Formuleerige ja sõnastage valguse peegeldumis- ja murdumisseadus. Tehke joonised koos tähistega. 112. Mis on täielik peegeldus? Joonis, valem, seletus, rakendused. Suurendades langemisnurka , jõuame olukorrani, kus =900 ja edasisel langemisnurga suurendamisel kiir teise keskkonda ei levi. See on täielik peegeldus. Langemisnurk, mille juures murdumisnurk on 900 on antud keskkondade jaoks sisepeegeldumise piirnurk. Detailsemal uurimisel selgub, et valguslaine sukeldub teise keskkonda poole lainepikkuse ulatuses ja naaseb siis. See efekt on energeetiliselt 100%-se kasuteguriga. Kiudoptika, veekogu, kalade nägemine. Ka siin kehtib kiire pööratavus. 113. Mis on Fermat' printsiip? Optiline teepikkus kui järeldus Fermat' printsiibist. Fermat' printsiip. Fakt: Homogeenses keskkonnas levib valgus sirgjooneliselt ja mittehomogeenses keskkonnas kõverjooneliselt.
olevatel pilvedel. Analoogia taradega on siiski ainult visuaalses muljes, lennuki varju ümber oleva oreooli - glooria nurkläbimõõt on suurem ja küllalt sagedased on mitmekordsed ringid. Glooria tekkemehhanism on lähedasem vikerkaare korduvate kaarte tekkele. Ühekordselt vihmapiisas peegeldunud valgus ei saa esialgsest suunast kalduda kõrvale rohkem kui lainepikkuse ja vee murdumisnäitajaga määratud piirnurk, aga vikerkaare sisse jääv ala on täidetud vihmapiiskade sees üks kord peegeldunud valgusega. Pilve moodustavad udupiisad on oluliselt väiksemad kui vihmapiisad, nii muutub oluliseks difraktsioon neil piiskadel. Peegeldunud ja difrageerunud valguse interferentsi tulemuseks ongi Kuu või Päikese ümber olevat tara meenutav oreool ka veepiiskadest koosnevale udule (pilvele) langevate varjude ümber tagasisuunas hajuvas valguses. (Veisman & Veskimäe 2005) VARJUD JA BROCKENI VIIRASTUS
sin β murdumisenäitaja esimese keskkonna suhtes. Mis on täielik peegeldus? Joonis, valem, seletus, rakendused. Suurendades langemisnurka α , jõuame olukorrani, kus β=90° ja edasisel langemisnurga suurendamisel kiir teise keskkonda ei levi. See on täielik peegeldus. Langemisnurk, mille juures murdumisnurk on 90° on antud keskkondade jaoks sisepeegeldumise piirnurk. sin α 2 =n 21 sin ⏟ β2 1 Detailsemal uurimisel selgub, et
Langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on kahe keskkonna jaoks jääv. Keskkond on optiliselt tihedam, kui valguse kiirus temas on väiksem.Kui valgus läheb hõredamast tihedamasse keskkonda,murdub ta pinna ristsirge poole. Täielik peegeldus - kui valgus läheb tihedamast hõredamasse keskkonda ja sellega ei kaasne murdumist,siis teatud langemisnurga korral tekib täielik peegeldus ja valgus peegeldub tihedamasse keskkonda tagasi.Täieliku peegelduse piirnurk-langemisnurk,millele vastav murdumisnurk on 90 kraadi. Lääts - sfääriliste pindadega piiratud läbipaistev keha. Läätsi on kahte liiki:1) kumerlääts - keskelt paksem kui servades, koondab valgust. . 2 )nõguslääts - keskelt õhem kui servadest, hajutab valgust. Fookus - punkt,kuhu koondub paralleelne valgusvihk pärast kumeläätses murdumist. Fookuskaugus - läätse ja fookuse vaheline kaugus. Läätse optiline tugevus - fookuskauguse pöördväärtus(D=1/f)
kulunud aeg minimaalne. 7.12.2. Täilik peegeldumine Teatavatel tingimustel võib valgus kahe keskkonna lahutuspinnalt täielikult tagasi peegelduda. See võib juhtuda siis, kui valgus läheb tihedamast keskkonnast hõredamasse ja langemisnurk on suurem täieliku peegelduse piirnurgaks. Kui langemisnurk on võrdne piirnurgaga p , siis on murdumisnurk 90°ja kiir libiseb keskkondade lahutuspinnal. Kui langemisnurk on suurem kui piirnurk, siis peaks murdumisnurk olema suurem kui 90°. Kuna see pole võimalik, siis valgus ei saa murduda teise keskkonda ja peegeldub esimesse tagasi. Täielikul peegeldusel on mitmeid rakendusi, sest siis ei esine energia kadusid: kiirte suunda muutvad prismad, valgusjuhid, kiudoptika (kiu läbimõõt ca 1 mikromeeter - meditsiin, side, TV) 7.12.3. Läätsed ja peeglid Läätseks nimetatakse kõverpindadega piiratud läbipaistvat keha. Tavaliselt on kõverpindadeks kerapinna ehk sfääri osad
annaabi.ee 
