OPTIKA

Valguse sirgjooneline levimine

Valguskiir-valgusenergia levimist näitav joon.

Valgusallikas-valgust kiirgav keha.

Päikesevarjutus tekib,kui Kuu oma liikumisel ümber Maa on varjanud Päikese.

Kuuvarjutus tekib,kui Kuu on sattunud Maa varju koonusesse.

Valguse peegeldumine

Korrapärane peegeldumine-tekib siis,kui pinna konaruse mõõtmed on lainepikkusest väiksemad.

Hajus ehk difuusne peegeldumine-tekib siis,kui pinna konaruse mõõtmed on lainepikkusest suuremad.

Peegeldumisseadus-langev kiir,peegeldunud kiir ja pinna ristsirge on ühes tasandis.Langemisnurk ja peegeldumisnurk on võrdsed.

Valguse murdumine-valguse levimissuuna muutumine kahe läbipaistva keskkonna piirpinnal.

Murdumisseadus-langev kiir,murdunud kiir ja pinna ristsirge on ühes tasandis.Langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on kahe keskkonna jaoks jääv.

Suhteline murdumisnäitaja-teise keskkonna murdumisnäitaja esimese suhtes.

Absoluutne murdumisnäitaja-keskkonna murdumisnäitaja vaakumi suhtes.

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

Lääts-sfääriliste pindadega piiratud läbipaistev keha.

Läätsi on kahte liiki:1)kumerlääts-keskelt paksem kui servades,koondab valgust.N:kaksikkumerlääts,tasakumerlääts,kumernõguslääts.

2)nõguslääts-keskelt õhem kui servadest,hajutab valgust.N:kaksiknõguslääts,tasanõguslääts,nõguskumerlääts.

Fookus-punkt,kuhu koondub paralleelne valgusvihk pärast kumeläätses murdumist.

Fookuskaugus-läätse ja fookuse vaheline kaugus.

Läätse optiline tugevus-fookuskauguse pöördväärtus(D=1/f).

Läätse optiline peatelg-ühendab kerapindade keskpunkte.

Kujutise konstrueerimine kumerläätses:

1.Optilise peateljega paralleelselt langev kiir pärast murdumist läbib fookuse.

2.Läätse keskpunkti langev kiir läätses ei murdu.

3.Läätse fookust läbiv kiir kulgeb paralleelselt optilise peateljega.

Läätse suurendus-kujutise ja eseme joonmõõtmete suhe.

Kujutis nõgusläätses-kujutis on alati vähendatud,samapidine,näiv,samal pool läätse.

Kui lääts on koondav,siis fookuskaugus on positiivne,kui hajutav on fookuskaugus negatiivne.

Kui kujutis on tõeline,siis kujutise kaugus positiivne,kui näiv,siis kujutise kaugus negatiivne.

Silm

Silma ehitus:

1.Kõvakest ehk skleera-kaitseb silma väikeste mehaaniliste vigastuste ees.

2.Sarvkest-toimub valguse esimene murdumine.

3.Vikerkest-annab silmale värvuse.

4.Vesivedelik-asub sarvkesta ja vikerkesta vahel.

5.Silmaava-asub vikerkestas.

6.Silmalääts-kinnitub silmalihaste abil,mis muudavad läätse kumerust.

7.Klaaskeha-läbipaistev,poolvedel.

8.Võrkkest-siia tekib kujutis.Kujutis on vähendatud,ümberpööratud,tõeline,asub läätse ja kahekordse fookuse vahel.Võrkkestal on valgustundlikud rakud-kolvikesed ja kepikesed.

Parima nägemise kaugus on 25cm.

Nägemise järgi jaotatakse inimesed:1)normaalnägija-kujutis tekib võrkkestale nii lähedastest kui kaugetest esemetest.~30%

2)lühinägija-lähedale näeb hästi,kaugele halvasti.Lähedastest esemetest tekib kujutis võrkkestale,kaugetest tekib kujutis võrkkesta ette.Kasutab nõgusläätsedega prille.~20%.

3)kaugelenägija-näeb kaugele hästi,lähedale halvasti.Kaugetest esemetest tekib kujutis võrkkestale,lähedastest võrkkesta taha.Kasutab koondavaid läätsi.~50%.

Valguslaine

Valguslaine-ruumis levivate elektri-ja magnetvälja perioodiline muutumine.

Valguslainet iseloomustavad suurused:1.Lainefront-piir,kuhu lainetus esimese laine näol on jõudnud.

Lainefrondi kuju järgi jaotatakse lained:1)keralaine-lainefront on ringjoon.

2)tasalaine-lainefront on sirge.

2.Monokromaatiline laine-laine,mille lainepikkus ei muutu.

3.Laineperiood-aeg,mis kulub ühe lainepikkuse läbimiseks.

4.Laine sagedus-näitab mitu võnget teeb laine sekundis.

5.Laine kiirus-on võrdne lainepikkuse ja sageduse korrutisega.

6.Laine intensiivsus-näitab,kui palju energiat kannab valguslaine ajaühikus läbi pinnaühiku.

Infra-ja ultravalgus

Infravalgus-valgus,mille lainepikkus on suurem kui 760 nm.

Omadused:1)soojuslik toime

2)suur läbitungimisvõime

3)keemiline toime

4)teatud bioloogiline toime

Kasutamine:1)pindade kuivatamine

2)pimedas pildistamiseks

3)soojusravi

4)toidu küpsetamine

Ultravalgus-valgus,mille lainepikkus on väiksem kui 380nm.

Omadused:1)tugev bioloogiline toime

2)fotokeemiline toime

3)väike läbitungimisvõime

Kasutamine:1)meditsiinis

2)valgustehnikas-kutsub esile luminestsentsi.

3)salakirjade või kustunud teksti kindlaks tegemisel.

Valguslaineid iseloomustavad suurused

1.Reflektsioon-peegeldumine

2.Refraktsioon-murdumine

3.Difraktsioon-paindumine

4.Interferents-liitumine

5.Dispersioon-lagunemine

Valguse difraktsioon

Difraktsioon on hästi jälgitav siis,kui ava laius on 2-5 lainepikkust.

Valguse interferents

Interferentsi maksimumi tingimus-lained liitumisel tugevdavad üksteist,kui lainete käiguvahe on paarisarv pool lainepikkust.

Lainete käiguvahe-teepikkuste erinevus,mis tuleb lainetel läbida liitumispunkti jõudmiseks.

Interferentsi miinimumi tingimus-lained liitumisel nõrgendavad üksteist,kui lainete käiguvahe on paaritu arv pool lainepikkust.

Valguse difraktsiooni ja interferentsi jälgimiseks peavad lained olema koherentsed,s.t.nende kuju ei tohi aja jooksul muutuda.

Lainete mittekoherentsus on tingitud lainepikkuste erinevusest või erineva kestvusega pausidest lainetes.

Valguse difraktsiooni ja interferentsi rakendusi

1.Optika selgendamine-soovimatu peegeldumise kõrvaldamine optiliste klaaside pinnalt.

Optilise klaasi pind kaetakse õhukese kelmekihiga,mille murdumisnäitaja on klaasi omast väiksem.Kelme paksus valitakse nii,et tema pindadelt peegeldunud lained oleks vastandfaasides.

2.Newtoni rõngad- kasutatakse läätse kvaliteedi kontrollimisel.

3.Difraktsioonivõre-kasutatakse valguse lainepikkuse määramiseks.

4.Holograafia-esemete ruumilise kujutise fotografeerimine.Hologrammil on jäädvustatud eseme ruumiline kolmemõõtmeline kujutis.

Valguse dispersioon

Disperisoon-aine absoluutse murdumisnäitaja sõltuvus valguse lainepikkusest.Aine murdumisnäitaja on seda suurem,mida väiksem on valguse lainepikkus.

Spektrid

Uurides aatomist kiirguva valguse spektrit,saab infot aine aatomi kohta.

Spektrite liigid:1)pidespekter-spektris on esindatud kõik värvused.Nende vahel ei ole musti ribasid.Sekke annavad hõõguvad tahked kehad,vedelikud ja väga suure rõhu all kokku surutud klaasid.Erinevad ainete pidespketrid erinevad üksteisest vähe.

2)joonspekter-siin on mustal foonil värvilised jooned.Selle annavad kõik ained gaasilises olekus madalal rõhul.Joonte asetus sõltub ainult sellest,millise keemilise elemendiga on tegemist ja on määratud ainult selle elemendi aatomite ehitusega.

3)ribaspekter-koosneb laiadest värvilistest ribadest,mis eraldatud üksteisest tumedate vahemikega.

4)neeldumisspekter-külm gaas neelab täpselt sellise lainepikkusega valguslaineid,mida ise kuumutatult kiirgab.

Spektraalanalüüs-aine keemilise koostise kindlaks tegemine kiirgus-või neeldumisspektrite abil.

Spektraalanalüüsi eelised keemilise analüüsi ees:

1)ei mõjuta aine keemilist koostist.

2)piisab väikestest ainekogustest.

3)ainet saab uurida eemalt ilma laborisse toomata.