Våglär och optik Geometrisk optik - relektio och rytig FFF30 JOHN MUITSSON Geometrisk optik system Geometrisk optik - relektio och rytig elektioslge rytigslge (Sell s lg) Totlrelektio 3 4 Ljusets utredig Vkuumhstighet: Frekves: c = 99 79 458 m/s c vk Vi ger lltid vkuumvåglägde! rytigsidex Deiitio: c v vk mt c ljusets hstighet i vkuum v ljusets hstighet i ett mteril Frekvese () ädrs ite vid övergåg rå ett mteril till ett t: c v vk mt 5 6 Joh Muritsso
rytigsidex Deiitio: c v vk vk mt mt c ljusets hstighet i vkuum v ljusets hstighet i ett mteril = > = Huyges pricip Christi Huyges (69-695) Vrje pukt på e vågrot utgör e käll ör cirkulär elemetrvågor. Vrje elemetrvåg hr smm rekves och utredigshstighet som primärvåge i de pukte. Primärvåges positio vid e sere tidpukt ges v summ v ll elemetrvågor. 7 8 Huyges pricip: Vttelogi Huyges pricip: Vttelogi Pl vttevågor psserr e splt. När spltöppige örjr li lik lite som våglägde likr vågroter e elemetrvåg eter pssge 9 0 Huyges pricip Vrje pukt på e vågrot utgör e käll ör cirkulär elemetrvågor Huyges pricip Vrje pukt på e vågrot utgör e käll ör cirkulär elemetrvågor Vrje elemetrvåg hr smm rekves och utredigshstighet som primärvåge i de pukte Joh Muritsso
3 Huyges pricip Vrje pukt på e vågrot utgör e käll ör cirkulär elemetrvågor Vrje elemetrvåg hr smm rekves och utredigshstighet som primärvåge i de pukte Primärvåges positio vid e sere tidpukt k kostruers rm med hjälp v elemetrvågor 4 egrepp iom geometrisk optik Stråle Stråle: ger i vilke riktig eergi trsporters Vågrot: Yt i rymde där e våg hr kostt s Fugerr r edst då våglägde är örsumrt lite i örhållde till storleke på de optisk kompoeter Fermts pricip elektioslge Ljuset väljer lltid de sste väge rå pukt till pukt r i Förklrr åde relektioslge och rytigslge i r 5 6 rytigslge c t i rytig och relektio rytigslge (Sell s lg): si si i i t t i r i i i t i x x t elektioslge: r i t t c t t t 7 8 Joh Muritsso 3
Exempel: rytigslge Dispersio rytigside x eror på våglägde 9 0 Exempel: Prism egåge rytig och ire relektio i e vttedroppe Totlrelektio Exempel: irer g 45, 5 Gräsvikel ör totlrelektio: t g rcsi i 3 4 Joh Muritsso 4
Uppgit I otte på e,0 m djup swimmigpool is elysigslmpor. På grud v totlrelektio k ljuset rå e lmp r läm vtteyt iom ett egräst område. eräk re hos det området. Smmttig - relektio och rytig rytigsidex: rytigslge: elektioslge: Totlrelektio, gräsvikel: c vk v mt i sii t sit r i t g rcsi i 5 6 Geometrisk optik - vildig med liser och speglr Liser Kovex Kokv Smligslis Växer på mitte Spridigslis Håller på tt gå v 7 8 Ilämigsuppgit rytig i särisk yt Kovetio: Ljus går rå väster till höger! xel 9 30 Joh Muritsso 5
rytig i särisk yt rytig i särisk yt esultt: P xel O C xel O C 3 3 Exempel: eell och virtuell ilder O C 0 0 0 eell ild räpukter ildräpukte: O C 0 0 0 Virtuell ild xel F C O 0 0 0 Virtuell ild 33 34 xel räpukter Föremålsräpukte: F Smmttig - rytig i särisk yt vildig: ildräpukte: Föremålsräpukte: 35 36 Joh Muritsso 6
Tu lis Tu lis xel xel lut lut 37 38 Tu lis Först yt Tu lis dr yt - lut - lut =- d 39 40 Tu lis dr yt Tu lis esultt: xel lut =- d 4 4 Joh Muritsso 7
Tu lis Listillverkrormel: 0 0 Guss lisormel: Kovex eller positiv lis Kokv eller egtiv lis rävidd Kovex lis 43 44 rävidd Kokv lis - - vildig Lisormel ger vildig mell pukter på optisk xel. Hur gör m ör utsträckt öremål? F F 45 46 Stdrdstrålr Lterlörstorig.E stråle geom lises cetrum ryts ite..e stråle som är prllell med de optisk xel öre e positiv lis går geom lises ildräpukt. E stråle som är prllell med de optisk xel öre e egtiv lis ser ut tt komm rå lises ildräpukt. y Deiitio: y M y M 0 M 0 ättväd Upp och er F 3.E stråle som går geom öremålsräpukte hos e positiv lis är prllell med de optisk xel eter lise. E stråle på väg mot öremålsräpukte hos e egtiv lis är prllell med de optisk xel eter lise. F y 47 48 Joh Muritsso 8
Exempel Exempel: Kovex lis E overhedprojektor estår v e jämt elyst yt, e lis och e vikspegel. E stordiild läggs på de elyst yt 40 cm irå ojektivet, som hr rävidde 35 cm. Förmiskd Upp och er eell F ) På vilket vståd irå ojektivet skll projektorskärme stå? F ) Texte på e stordiild är 8,0 mm hög. Hur stor lir texte på skärme är ilde är skrp? 49 50 Exempel: Kovex lis Exempel: Kovex lis Smm storlek Upp och er eell F F 5 5 Exempel: Kovex lis Exempel: Kovex lis Förstord Upp och er eell F F 53 54 Joh Muritsso 9
Exempel: Kovex lis Exempel: Kovex lis Förstord ättväd Virtuell F F F F 55 56 Exempel: Kokv lis Exempel: Kokv lis Förmiskd ättväd Virtuell - F F 57 58 Prllell strålr Prllell strålr Strålkostruktio: prllell hjälpstråle Strålkostruktio: prllell hjälpstråle - F F F F 59 60 Joh Muritsso 0
Smmttig - Tu lis Särisk speglr Guss lisormel: Lterlörstorig: y M y Listillverkrormel: rävidd: C F P O 6 6 Särisk speglr räpukt, kokv spegel, > 0 Särisk speglr räpukt, kovex spegel, < 0 F F 63 64 ildkostruktio.e stråle som trär spegels origopukt går tillk i lik stor vikel på dr sid de optisk xel. ildkostruktio.e stråle som iller prllellt med de optisk xel hos e kokv spegel går eter relektio geom spegels räpukt. Är spegel kovex ser stråle i stället ut tt komm rå räpukte eter relektioe. C F O 3.E stråle som går geom räpukte hos e kokv spegel är prllell med de optisk xel eter relektioe. Hos e kovex spegel lir e stråle som är på väg mot räpukte prllell med de optisk xel eter relektioe. 65 66 Joh Muritsso
ildkostruktio ildkostruktio - C F O - 67 68 Uppgit Smmttig - Speglr E soppslev estår v ett örkromt hlvklot med dimeter 8,0 cm. Om m tittr er i sleve ser m e uppocherväd ild. Hur är sk ett öremål komm ör tt det sk ge upphov till e rättväd ild? Guss ormel: Lterlörstorig: rävidd: y M y 69 70 Joh Muritsso