näha suuremat tasapinda kui peeglites. Kasutatakse bussides. Nõguspeegel koondab valgust, temas tekiv kujutis on suurendatud. Kasutatakse ilusalongis ja habemeajamises. On ka peegelteleskoopide põhiosaks. Hajus peegeldumine Hajuspeegeldumine tekib konardlikel pindadel (seinad, raamatud). Krobelisel pinnal võib igat konarust vaadelda peegelpinnana. Kuna kõik konarused on eripidi siis peegeldab ta valgust kõikvõimalikes suundades. Tänu hajusvalgusele näeme me esemeid. Kujutis tasapeeglis Tasapeeglis tekib esemest näiline sama suur kujutis. Kujutis näib olevat peegli taga, samal kaugusel kui esegi. Kujutis on näiline, kuna lõikuvad mitte kiired ise vaid nende pikendused. Valguse murdumine Kui valgus jõuab levimisel kahe läbipaistva keskkonna lahutuspinnale siis osa valgusest tungib edasi teise keskkonda, seejuures muutub valguse levimise suund ja seda nim. valguse murdumiseks. Vees levib valgus aeglasemalt kui õhus. Öeldakse, et vesi on optiliselt tihedam kui õhk
OPTIKA. MURDUMINE JA PEEGELDUMINE. 1.Mis on valguskiir? 2.Selgitada varju tekkimist. 3.Mis on valguse peegeldumine? 4.Milline peegeldumine on difuusne peegeldumine? 5.peegeldumine on korrapärane peegeldumine? 6.Sõnastada valguse peegeldumisseadus. 7.Konstrueerida kujutis tasapeeglis ja kirjeldada seda. 8.Mis on valguse murdumine? 9.Sõnastada valguse murdumisseadus, teha joonis. 10.Mis on absoluutne murdumisnäitaja? 11.Kuidas on absoluutne murdumisnäitaja seotud valguse kiirusega? 12.Millist keskkonda nimetatakse optiliselt tihedamaks keskkonnaks? 13.Milles seisneb täielik sisepeegeldus? VASTUSED: 1.Valguskiireks nim kiirt, mis näitab valgusenergia levimise suunda. 2. Homogeenses keskkonnas levib valgus sirgjooneliselt, sellega selgitatakse varju tekkimist 3
Nt. klaasplaat, kuhu on tõmmatud kriipsud. ...-10 000 mm´le. Sellise võre abil saadakse väga häid spektreid. Spekter tekib sellepärast, et pikem laine paindub rohkem tõkke taha kui lühike. Neid spektreid kasutatakse ainete kindlakstegemisel, tähe pinnatemp. määramiseks, tähtede kauguse ja kiiruse määramiseks. Difraktsiooninähtus näitab, et valguse puhul on tegemist lainetusega. 5. Geomeetrilise optika mõisted. Valguse peegeldumise seadus ja kujutis tasapeeglis. Geomeetriline optika on optika osa, mis uurib valguskiirte liikumist. Selle aluseks on mitmed mõisted: valguspunkt- valgusallikas, mille mõõtmeid me ei arvesta. Valguskiir- joon, mis näitab valguse energia levimise suunda. Ka selle mõõtmeid me ei arvesta. Geomeetrilises optika üks oluline seadus: valguse peegeldumise seadus- langenud kiir, peegeldunud kiir ja langemispunktist tõmmatud pinnanormaal, asuvad ühes tasapinnas ja langemisnurk ja peegeldumisnurk on võrdsed.
https://ennuopik.files.wordpress.com/2016/06/02 _peegeldumine_tasapeeglil_foto.jpg Kui valgust peegeldav pind on asub kerapinna siseküljel, on tegu nõguspeegliga, kui aga välisküljel, siis kumerpeegliga. Nii nõgus- kui kumerpeeglile on lihtne joonestada peegelpinna ristsirget selleks tuleb valguse langemispunkt ühendada pikki raadiust peegelpinna langemispunktiga. Taoliselt tekkiv joon radiaalne sirge ongi otsitavaks ristsirgeks. Kumer- ja nõguspeegel Kiirte käik tasapeeglis Tasapeeglile langev valgusvihk sellelt peegeldudes oma kuju ei muuda paralleelne valgusvihk jääb paralleelseks hajuv hajuvaks ning koondav koondavaks. Kui valgus langeb peeglile peegelpinnaga risti (langemisnurk on 0°), siis on sama suur ka peegeldumisnurk ning valgus pöördub tuldud teed pidi tagasi langev kiir ja peegeldunud kiir kattuvad. Kiirte käik tasapeeglis Kiirte käik kumerpeeglis Peegli raadiuse sihilist joont, mis ühendab peegelpinna keskpunkti
Kõverpeegel Pind pole tasane. Erijuhiks on nõgus- ja kumerpeeglid. Nende pind on ligikaudu kera kujuline. Nõguspeegel Peegel, mille pinnaks on valgust peegeldava kera sisepinna osa. Võimaldab tekitada suurendatud kujutist. Kumerpeegel Peegel, mille pinnaks on valgust peegeldava kera välispinna osa. Kasutatakse valguse suunamiseks taskulambis ja auto tuledes. Sümmeetria Kujutis tasapeeglis on peegelpinna suhtes sümmeetriliselt. See tähendab, et kujutis on sama suur kui ese ja parem-vasak pool on võrreldes esemega ümber pööratud. Eseme peegelkujutise joonestamine 1. Valida eseme äärel mõned punktid. 2. Joonestada valitud punktidest peegelpinnale ristjooned ja pikendada need peegelpinna taha. 3. Märkida punktide kujutised sama kaugele peeglist kui need on peegli ees. 4. Kasutades saadus punkte, joonistada kujutis.
Kõverpeegel Pind pole tasane. Erijuhiks on nõgus- ja kumerpeeglid. Nende pind on ligikaudu kera kujuline. Nõguspeegel Peegel, mille pinnaks on valgust peegeldava kera sisepinna osa. Võimaldab tekitada suurendatud kujutist. Kumerpeegel Peegel, mille pinnaks on valgust peegeldava kera välispinna osa. Kasutatakse valguse suunamiseks taskulambis ja auto tuledes. Sümmeetria Kujutis tasapeeglis on peegelpinna suhtes sümmeetriliselt. See tähendab, et kujutis on sama suur kui ese ja parem-vasak pool on võrreldes esemega ümber pööratud. Eseme peegelkujutise joonestamine 1. Valida eseme äärel mõned punktid. 2. Joonestada valitud punktidest peegelpinnale ristjooned ja pikendada need peegelpinna taha. 3. Märkida punktide kujutised sama kaugele peeglist kui need on peegli ees. 4. Kasutades saadus punkte, joonistada kujutis.
c. Kk murdumisnäitaja sõltuvus valguse sagedusest dispersioon d. Valguslainete paindumine tõkete taha difraktsioon 4. Levides punktist A punkti B, valib valgus tee, mille läbimiseks kulunud aeg/teepikkus on minimaalne 5. Footoni energia on võrdeline/pöördvõrdeline valguse sagedusega 6. Millise optika haru korral pole oluline valguse levimisviis, vaid ainult levimissuund? a. 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
Valguse ja aine vastasmõju 1. Mida nim. valguse peegeldumiseks, sõnasta valguse peegeldumisseadus? 2. Konstrueeri kujutis tasapeeglis ja nimeta selle kujutise omadused? 3. Mis on valguse murdumine? 4. Mida nim.antud keskkonna absoluutseks murdumisnäitajaks, selle füüsikaline sisu, milline keskkond on optiliselt tihedam, hõredam (valguse kiiruse ja abs. m. näitaja alusel)? 5. Mida nim. kahe keskkonna suhteliseks murdumisnäitajaks, seos valguse kiiruse, murdumisnäitaja ja lainepikkuse vahel? 6. Sõnasta valguse murdumisseadus, valem, tähised valemis? 7. Mida nim. läätseks? Läätse liigid. 8
GEOMEETRILINE OPTIKA. Tõelist kujutist saab tekitada ekraanile, näivat ei saa. Silm annab esemest alati tõoelise kujutise. Joonis 1: Tõeline ja näiv kujutis Joonis 2: Punktvalgusallikas tekitab esemest täisvarju. Joonis 3: Poolvarju tekkimine kahe punktvalgusallika ja suure valgusallika korral. Joonis 4: Langemisnurk ja peegeldumisnurk on võrdsed. Joonis 5: Valguse peegeldumine siledalt ja karedalt pinnalt. Joonis 7: Kujutise leidmine tasapeeglis. Joonis 8: Nõoguspeegel (vasakul) ja kumerpeegel (paremal). 2.3.1 Kujutise leidmine nõoguspeegli puhul Kasutame esemest väljuvatest kiirtest vähemalt kahte järgmistest: A) optilise peateljega paralleelset kiirt, mis pärast peegeldumist läbib fookuse; B) fookust läbivat kiirt, mis pärast peegeldumist on optilise peateljega paralleelne; C) sfääri keskpunkti C läbivat kiirt, mis pärast peegeldumist läheb sama teed tagasi.
16. 1 luks on valgustatus, mille puhul valgusvoog 1 luumen jaotub 1m2 pinnale ühtlaselt. 17. Valguse peegeldumniseks nimetatakse nähtust, kus valguse langedes kahe keskkonna lahutuspinnale pöördub valgus samasse keskkona tagasi. Esineb kahte liiki: difuusne peegeldumine ja peegeldumine peegelpinnalt. 18. Valguse peegeldumis seadus: langev kiir ja peegeldunud kiir ning langemispunktis kahe keskkonna lahutuspinnale tõmmatud normaal asuvad ühes tasapinnas. 19. Kujutise iseärasused tasapeeglis: kujutis on näiline ehk ebakujutis, kujutis on peeglis sama suur kui ese, kujutis on samapidine, kujutis tekib sama kaugele kui on ese peeglist, vasak ja parem pool on nagu vahetuses. 20. Sfääriline peegel on kera(sfääri) osa, millelt valgus peegeldub. Sfäärilised peeglid jaotatakse kumerateks ja nõgusateks. 22. Sfäärilise peegli fookuseks nimetatase punkti optilisel peateljel, kus lõikuvad peeglile optilise peateljega paralleelselt langevad valguskiired pärast peeglilt peegeldumist
KONTROLLTÖÖ NR 2 KORDAMINE 1. Mida nim. valguse peegelduseks ja sõnasta valguse peegeldumisseadus? Valguse peegeldumine on nähtus, kus valguskiir muudab oma suunda vsatasmõjus teiste kehadega. Seadus: Langev kiir, peegeldunud kiir ja pinnanormaal on ühes tasandis.Langemisnurk on võrdne peegeldumisnurgaga. 2. Konstrueeri kujutis tasapeeglis ja nimeta selle kujutise omadused? Omadused: näiline, sümmeetriline esemega, kaugused peeglist võrdsed. 3. Mida nim. valguse murdumiseks? Valguse murdumine on nähtus, kus valguskiire suund üleminekul ühest keskkonnast teise muutub. 4. Mida nim.antud keskkonna absoluutseks murdumisnäitajaks, arvutusvalem, selle füüsikaline sisu, milline keskkond on optiliselt tihedam, hõredam (valguse kiiruse ja abs. m. näitaja alusel)?
Joonis. Kirjeldused. Valem. 1) Langev kiir, peegeldunud kiir ja langemispunktis pinnale tõmmatud pinnanormaal asuvad ühes tasapinnas. 2) Valguse peegeldumisel on peegeldumisnurk värdne langemisnurgaga. (joonis)*) Peegeldumisnurgaks nim nurka, mis jääb peegeldunud kiire ja pinnanormaali vahele. *) Langemisnurgaks nim nurka, mis jääb langeva kiire ja pinnanormaali vahele. 3) Valguse peegeldumisel on vaguskiirte käik pööratav. (Joonised) 19. Kujutise iseärasused tasapeeglis. 1) Kujutis on näiline ehk ebakujutis. 2) Kujutis on sama suur. 3) Kujutis on peeglist sama kaugel kui ese. 4) Kujutis on samapidine. 5) Kujutise ja eseme vasak ja parem pool on vahetatud. 20. Mida nim sfääriliseks peegliks? Nende liigid. 21. Sfäärilise peegli elemendid. Joonis. 22. Mida nim peegli fookuseks? Fookuseks nim punkti optilisel peateljel, kus lõikuvad peeglilt peegeldunud kiired, mis langesid peeglile paralleelselt optilise peateljega. 23
* Valguse peegeldumisel kehtivad valguse peegeldumis seadused. I Langevkiir, peegeldunudkiir ja langemispunktist pinnale tõmmatud ristsirge asuvad ühes tasapinnas. II Valgusepeegeldumis nurk = langemis nurgaga ( -) Valguse peegeldumisel on valguskiirte käik pööratav. -langemisnurk - nurk, mis jääb langeva kiire ja pinna ristsirge vahele. [1o] - peegeldumisnurk - nurk, mis jääb pinna ristsirge ja peegeldunud kiire vahele. [1o] * Kujutis tasapeeglis. -) Kujutise kujutamiseks tasapeeglis saab kasutada: -) Peegeldumis seadusi -) Sümeetria seadusi 1) Peegeldumis seadus: 2) Sümeetria seadus: * Kujutise iseärasused tasapeeglis: 1) Kujutis on näiline (ebakujutis) 2) Sama pidine 3) Sama suur 4) Sama kaugel (teistpool peeglit) 5) Kujutise ja eseme vasak ning parem pool on vahetatud. * Valguse peegeldumine sfäärilistelt pindadelt. -) Nõguspeeglitel on peegeldav pind nõgus pind ning nõguspeeglid koondavad valgust.
hajuv valgusvihk. Joonis 3.14. Hajuvad kiired kujutavad hajuvat valgusvihku Mida kaugemas punktis valgus peeglile langeb, seda suurem on ka langemis- nurgaga võrdne peegeldumisnurk. Seega on ka peegeldunud kiired hajuvad nagu langevad kiiredki. Seetõttu nad omavahel ei lõiku. Nüüd aga võtame appi väikese kavaluse: pikendame peegeldunud kiiri peegli taha. Joonis 3.15. Tasapeeglis tekkiva kujutise konstrueerimine Jooniselt on näha, et peegeldunud kiirte pikenduse lõikuvad kõik ühes ja samas punktis. Kui nüüd vaadata peegli suunas nii, et peegeldunud kiired (näiteks 2’ ja 3’) silma langevad, näib vaatajale, et valgus tuleb peegli tagant ühest ja samast punktist. Seda punkti S’ nimetatakse valguspunkti S peegel- pildiks ehk näivaks kujutiseks. Näiv on ta sellepärast, et tegelikult sealt ju valgust ei tule
b. Elektri- ja magnetvälja võnkumised toimuvad ainult ühes tasndis - c. valguslainete paindumine tõtete taha - difraktsioon d. keskkonnan muunudminenäitaja sõltuvus valguse sagedusest 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
Raadiolained, nende omadused ja levimine. Raadioside põhialused. Modulatsioon ja detekteerimine. Raadiolokatsioon. Optika (20h) Sissejuhatus. Valguse dualism. Valguse laine ja korpuskulteooriate ajalooline areng. Valguslainet iseloomustavad suurused. Valgus kui elektromagnetlaine. Inimese silma valgustundlikkus. Geomeetriline optika. Valguskiir. Valguse sirgjooneline levimine. Valguse levimise sõltumatuse printsiip. Valguse peegeldumine. Tasapeegel, kujutise konstrueerimine tasapeeglis. Sfääriline peegel. Nõguspeegel ja kumerpeegel. Kujutise konstrueerimine sfäärilises peeglis. Suurendus. Valguse murdumine. Valguse murdumisseadus. Absoluutne ja suhteline murdumisnäitaja. Valguse täielik peegeldumine. Valguse murdumine sfäärilistel pindadel. Lääts. Läätse valem. Kujutise konstrueerimine läätses. Optilised süsteemid. Geomeetrilise optika kehtivuspiirid. Läätsede vead. Fotomeetria. Valgustugevus, valgusvoog. Valgustatus. Ruuminurk. Valgustatuse seadus.
hul ka AO = A0 O, sest 4ACO = 4A0 CO. Seega ka AOB = A0 OB. See tee on minimaalne, kui A0 OB on sirge. Sel juhul on ∠A0 OC = ∠BOD ja järelikult ka ∠AOC = ∠BOD . Siit on näha, et α=β 7 2.2 Tasapeegel Tasapeegel on tasand, millelt valgus peegeldub. Kujutise leidmiseks tuleb eseme mingist punktist võtta vähemalt kaks kiirt ja vaadata nende peegeldumist. Joonis 7: Kujutise leidmine tasapeeglis. Tasapeegel annab esemest näiva kujutise, st. et meile näib, nagu lähtuksid valguskiired peegli tagant. Kujutis on sama suur kui ese ja selle kaugus peeglist on sama suur kui eseme kaugus peeglist. Tarbepeegliks on tasaparalleelne klaasplaat, mille tagumine pind on kaetud peegeldava metallikihiga ja see on kriimustuste vältimiseks üle värvitud. Kui sellist peeglit kasutada optikas, tuleb arvestada valguskiirte murdumist klaasplaadis. 2.3 Sfäärilised peeglid
piirkonda kuuluva sagedusega, siis on keha valge. Kui elektronid ei saa sooritada sundvõnkeid mitte ühegi nähtavasse piirkonda kuuluva sagedusega, siis on keha must. Ka läbipaistvad ained võivad olla värvilised. Näiteks punane klaas laseb läbi ainult punast valgust, kõik teist värvi valgused neelduvad aines. Kui nõgus- ja kumerpeegli uurimseks on koolis mitmeid praktilisi töid, siis tasapeeglit tavaliselt ei uurita. Aga kuidas leida kujutise asukohta tasapeeglis või kuidas tõestada, et tasapeegel ei suurenda ega vähenda kujutist? Suurenduse puudumist saame kontrollida joonlaua abil. Paneme peegli risti üle joonlaua. Selle mõõtmed peeglis ei muutu. Järelikult suurendus puudub, täpsemalt öeldes: suurendus võrdub ühega. Peeglis on ka näha , et joonlaua peeglist kaugemate jaotiste kujutised on ka peeglis näha kaugemal. See näitab, et kujutis asub peegli taga. Tasapeegel tekitab näiva kujutise. See
Peegeldumine kitsa kiirtekimbuna peegelpinnale langevad valguskiired on ka peale peegeldumist ligilähedaselt sama suunaga. Langemisnurk nurk kahe keskkonna lahutuspinnale tõmmatud normaali ja langenud kiire vahel. Peegeldumisnurk nurk kahe keskkonna lahutuspinnale tõmmatud normaali ja peegelgunud kiire vahel. Peegeldumisseadus peegeldumisnurk on võrdne langemisnurgaga. Langenud ja peegeldunud kiir ning pinnanormaal asuvad ühel tasandil. Tasapeegel kiirtekimp säilitab tasapeeglis peegeldumisel oma iseloomu; kujutis on näiline ning näib asetsevat sama kaugel peegli taga kui ese peegli ees. Murdumine valguskiired muudavad erinevate keskkondade lahutuspinnal suunda. Murdumise nurk nurk kahe keskkonna lahutuspinnale tõmmatud normaali ja murdunud kiire vahel. Murdumisseadus langev kiir, murdunud kiir ja langemispunktist kahe keskkonna lahutuspinnale tõmmatud normaal asuvad ühes tasandis; langemis- ja murdumisnurga siinuste suhe on kahe antud
c. Mitme valguslaine liitumine interferents d. Elektri- ja magnetvälja võnkumised toimuvad ainult ühes tasandis polariseeritud valgus 4. Levides punktist A punkti B, valib valgus tee , mille läbimiseks kulunud aeg on 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
Soojuskiirgus on pideva spektriga elektromagnetkiirgus, mida põhjustab kiirgavas kehas toimuv soojusliikumine. Täieliku peegelduse piirnurgaks 0 nim langemisnurka, millele vastav murdumisnurk on 90°. Täielikuks peegelduseks nim nähtust, mis seisneb selles, et valguse üleminekul optiliselt tihedamast keskkonnast hõredamasse peegeldub valgus teatud langemisnurgast alates täielikult tagasi tihedamasse keskkonda. Tasapeegel kiirtekimp säilitab tasapeeglis peegeldumisel oma iseloomu; kujutis on näiline ning näib asetsevat sama kaugel peegli taga kui ese peegli ees. Valguse sirgjoonelise levimise seadus homogeenses keskkonnas levib valgus sirgjooneliselt, kusjuures valguse kiirtekimbud ei sega teineteist. Valguse värvuse määrab ära sagedus; muutub lainepikkus ja levimiskiirus. c=*f Valguskiir kitsa kiirtekimbuna leviv valguslaine. Valgustatuseks E nim valgusvoogu, mis jaotub ühtlaselt ühikulisele pinnale.
21 6.4. Tubased tööd · Kas keha lohistamisel tuleb teha rohkem tööd kui kandmisel? · Kuidas viia üksinda ühest kohast teise riidekapp? · Kuidas töötab tolmuimeja? 6.5. Peegel · Kas puhast peeglit on näha? Vihje: me näeme kehi sest nad kas neelavad valgust või hajutavad. · Kas peeglis nähtav kujutis on sarnane esemega? · Mille poolest erineb peegelpilt originaalist? · Kus asub kujutis tasapeeglis? Joonis · Kui tahame oma näodefekte peeglis teraselt uurida peame peeglisse vaatama küllalt lähedalt, lähemalt kui raamatut lugedes. Miks? Vihje: kus asub tasapeeglis tekkiv kujutis, mida me vaatame? · Kas tühjas toas on (kus pole inimest ) on peeglis esemete kujutised? Vihje: tasapeegel tekitab näiva kujutise. · Kas peegel annab esemest samasuure kujutise? 6.6. Elekter toas · Kas elektrivool levib silmapilkselt? Kui kaua võtab aega, et elektronid jõuaksid