GEOMETRIJSKA OPTIKA

1
GEOMETRIJSKA OPTIKA
2
Svjetlost

• Geometrijska optika proucava zakone širenja i
  odbijanja svjetlosti
• Proucavanjem fenomena poput difrakcije,
  polarizacije i aberacije svjetlosti bavi se
  FIZIKALNA ili VALNA OPTIKA
• U geometrijskoj optici svjetlost promatramo u
  pojednostavljenom smislu, kao ZRAKU
• Svjetlost je elektromagnetski val
• Vidljiva svjetlost je elektromagnetski val valne
  duljine izmedu 400 nm i 750nm

3
(No Transcript)
4
Osnovni predmeti proucavanja geometrijske optike

1. Ravna zrcala
2. Lom svjetlosti
3. Sferna zrcala
4. Lece

5
Osnovni zakoni optike

1. U homogenom sredstvu zraka svjetlosti širi se po
   pravcu
2. Ako jedan snop zraka svjetlosti prolazi kroz
   drugi snop, jedan na drugog ne utjecu.

6
Ravno zrcalo i refleksija svjetlosti

• Svjetlost se može odbijati SPEKULARNO, što znaci
  ZRCALNO ili DIFUZNO, to jest RASPRŠENO. Na kakav
  se dakle nacin zrake svjetlosti odbijaju od
  jezera na slici?

7
Zrcalo

• Objekt koji ima svojstva dobrog spekularnog
  odbijanja svjetlosti
• Najcešca vrsta zrcala je obicno ravno zrcalo,
  cija je svrha formiranje jasnog odraza
• Zrcala su stakla sa reflektirajucim premazom
  (npr. srebro) sa stražnje strane

8
Zakon odbijanja svjetlosti

• UPADNI KUT KUT ODBIJANJA

9
Razlika spekularnog i difuznog odbijanja

• Nacin odbijanja zrake svjetlosti ovisi o
  hrapavosti, tj. glatkoci površine na koju
  svjetlost upada

10
Lom svjetlosti

• Kada zraka svjetlosti prelazi iz jednog sredstva
  u drugo, dolazi do pojave LOMA ili REFRAKCIJE
  SVJETLOSTI.

11
Snellov zakon

• Lom zrake na granici dva sredstva nastaje zbog
  razlike brzine širenja u tim sredstvima
• Zbog toga je zraka u mediju veceg indeksa loma
  više priklonjena normali

12
Snellov zakon-formula
ILI
13
Totalna refleksija

• Ako je kut upada zrake na granicu dvaju sredstava
  veci od tzv. GRANICNOG KUTA, dolazi do
  reflektiranja upadne zrake u natrag u isto
  sredstvo
• To je moguce samo ako svjetlost putuje iz
  sredstva veceg indeksa loma prema onom manjeg
  indeksa loma.

14
KRITICNI KUT

• Kriticni kut je kut pri kojem se svjetlost lomi
  tako da bi trebala putovati na granici dvaju
  sredstava
• No umjesto toga, zraka se reflektira natrag u
  sredstvo

15
Sferna zrcala

• Zrcala sa zakrivljenom reflektirajucom površinom
• Postoje dvije vrste
• Konkavna (udubljena)
• Konveksna (ispupcena)

16
Pojmovi optike sfernih zrcala

1. ŽARIŠTE ili FOKUS sfernog zrcala, oznaka F
2. SREDIŠTE SFERNOG ZRCALA, to jest središte SFERE,
   oznaka C
3. NAJUDUBLJENIJA (konkavno zrcalo) to jest
   NAJISPUPCENIJA (konveksno zrcalo) tocka sfernog
   zrcala - TJEME, oznaka T

17
Konkavno zrcalo
18
Opcenita konstrukcija slike konkavnog zrcala

• zraka 1 je paralelna sa optickoj osi i odbija se
  kroz žarište F.
• zraka 2 prolazi kroz žarište F i odbija se
  paralelno sa optickoj osi.
• zraka 3 prolazi kroz središte zakrivljenosti C i
  odbija se sama u sebe.
• zraka 4 ide do tjemena T i odbija se pod istim
  kutom pod kojim je upadna zraka pala na zrcalo

19
Posebni slucajevi (1)

• Ako nam se predmet nalazi na središtu
  zakrivljenosti C slika nam je realna, obrnuta i
  jednake velicine kao i predmet.

20
Posebni slucajevi (2)

• Ako nam se predmet nalazi izmedu središta
  zakrivljenosti C i žarišta F slika nam je
  realna, obrnuta i uvecana.

21
Posebni slucajevi (3)

• Ako nam se predmet nalazi na žarištu F slike
  nema, odnosno ona je u beskonacnosti.

22
Posebni slucajevi (4)

• Ako nam se predmet nalazi izmedu žarišta F i
  tjemena T slika nam je virtualna, imaginarna,
  uspravna, uvecana.

23
Opcenita konstrukcija slike konveksnog zrcala

• zraka 1 je paralelna sa optickoj osi i odbija se
  kao da dolazi iz žarišta F.
• zraka 2 usmjerena je prema žarištu i odbija se
  paralelno sa optickoj osi.
• zraka 3 usmjerena je prema središtu
  zakrivljenosti C i nakon što dolazi do zrcala
  odbija se u istom smjeru odakle je i došla dok
  njezin produžetak ide prema središtu
  zakrivljenosti C.

24
Jednadžba sfernog zrcala
No, buduci da je
možemo pisati
25
Povecanje sfernog zrcala

• Omjer velicine slike i predmeta
• Veza povecanja te udaljenosti slike i predmeta od
  tjemena T

26
Usporedba konkavnog i konveksnog zrcala

• Kod konkavnoga zrcala slika je realna, obrnuta i
  umanjena, ako nam se predmet nalazi iza središta
  zakrivljenosti C
• Kod konveksnog zrcala slika je virtualna,
  uspravna i umanjena.

27
Lece

• Leca je opticki instrument koji propušta i lomi
  zrake svjetlosti.
• U ovom slucaju, kišne kapi se ponašaju kao lece
  kad se kroz njih promatra most u pozadini.

28
Vrste leca

• Razlikujemo dvije osnovne vrste leca koje se
  razlikuju s obzirom na zakrivljenost svojih
  površina
• Konvergentne
• Divergentne

29
Konvergentna leca

1. Zraka koja ide paralelno s optickom osi lomi se u
   konvergentnoj leci tako da prolazi drugim
   žarištem
2. Zraka koja ide prvim žarištem lomi se u
   konvergentnoj leci tako da ide paralelno s
   optickom osi
3. Zraka koja pada na sredinu lece prolazi lecom bez
   lomljenja

30
Virtualna slika konvergentne lece

• Ispred konvergentne lece nastaje VIRTUALNA slika
  ako se predmet nalazi izmedu žarišta i lece

31
Divergentne lece

• Divergentne lece mogu stvarati samo virtualne
  slike

32
Jednadžba tanke lece

• Za zanemarivo tanku lecu u zraku odnos
  udaljenosti predmeta od lece, lece od slike te
  fokusa je
• Napomena za divergentne lece uzimamo da je
  fokus NEGATIVAN

33
Konvergencija

• Jakost lece ili konvergencija je reciprocna
  vrijednost žarišne daljine izražene u metrima
• Mjerna jedinica za konvergenciju je DIOPTRIJA
• Kod konvergentnih leca jakost oznacavamo znakom
  , a kod divergentnih znakom -

34
Literatura

• www.wikipedia.org
• Young Freedman University Physics
• Šporer Kuntaric, Repetitorij fizike, ŠK,
  Zagreb 1975
• http//student.fizika.org/sdavila/seminar2/sferna
  _zrcala.html