ZAJĘCIA WYRÓWNAWCZE, CZĘSTOCHOWA, 2010/2011 Ewa Mandowska, Instytut Fizyki AJD, Częstochowa
|
|
- Tadeusz Paluch
- 8 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 1 ZAJĘCIA WYRÓWNAWCZE, CZĘSTOCHOWA, 2010/2011 Ewa Mandowska, Instytut Fizyki AJD, Częstochowa DZIAŁ 3 Optyka geometryczna i elementy optyki falowej. Budowa materii Optyka geometryczna 3.2. Elementy optyki falowej 3.3. Budowa materii ZASADA FERMATA 3.1. OPTYKA GEOMETRYCZNA Pierre de Fermat ( ) Matematyk (samouk) francuski, z wykształcenia prawnik i lingwista, Jego prace stworzyły też podstawy pod późniejszy rozwój rachunku prawdopodobieństwa. Promień świetlny poruszający się (w dowolnym ośrodku) od punktu A do punktu B przebywa zawsze lokalnie minimalną drogę optyczną, czyli taką, na której przebycie potrzeba czasu najkrótszego. PRAWO ODBICIA Euklides 300 r pne Aleksandria Kąt odbicia jest równy kątowi padania, a promień padający, promień odbity i normalna do powierzchni odbicia leżą w jednej płaszczyźnie. W wyniku odbicia zmienia się tylko kierunek rozchodzenia się fali, nie zmienia się jej długość. Euklides 300 r pne Aleksandria 1
2 2 Odbicie zwierciadlane może mieć miejsce na gładkiej powierzchni oddzielającej dwa różne materiały, np. na lustrze wody albo metalizowanej powierzchni Rozpraszanie odbiciowe - powierzchnia odbijająca fale nie jest gładka. Fala nie odbija się w jednym kierunku, tylko rozprasza we wszystkich kierunkach. NP. odbicie światła od powierzchni kartki w książce. Lampa oświetla stronę, fale odbite rozchodzą się we wszystkich kierunkach. W ten sposób osoba czytająca może dostrzec litery. Światło Słońca podobnie rozprasza się na większości powierzchni występujących w naturze. PRAWO ZAŁAMANIA (REFRAKCJI) Promienie padający i załamany oraz prostopadła padania (normalna) leżą w jednej płaszczyźnie, a kąty spełniają zależność: Willebrord Snell ( ) (Snellius) holenderski astronom, matematyk sinα sin n 2 β = n = 1 α - kat padania, β -kąt załamania, n 1, n 2 bezwzględne współczynniki załamania ośrodka odpowiednio 1 i 2, n 12 względny współczynnik załamania n 21 2
3 3 ośrodek wsp. załamania próżnia 1 hel 1, powietrze (1013 hpa, 20 C) 1,0003 lód 1,310 woda 1,33 alkohol etylowy 1,37 heksan 1,38 topiony kwarc 1,46 plexiglas 1,489 szkło crown 1,50-1,54 chlorek sodu 1,53 dwusiarczek węgla 1,63 szkło flint 1,66 jodek metylu 1,74 diament 2,417 Prawo Snelliusa opisuje zależności geometryczne między kierunkami promieni w sposób kompletny tylko dla ośrodków jednorodnych. W ośrodkach anizotropowych promień świetlny może rozdzielać się na dwa promienie, zjawisko takie nazywane jest dwójłomnością. Wówczas kierunek tylko jednego z promieni (normalnego) daje się opisywać tym prawem, tj. tylko dla tego promienia stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest stały. Dla promienia anomalnego zależy on od kąta. 3
4 4 CAŁKOWITE WEWNĘTRZNE ODBICIE Przy przejściu światła z ośrodka gęstszego (np. szkła n 2 ) do ośrodka rzadszego (np. powietrza n 1 ) θ = θ gr β = 90. θ θ gr całkowite wewnętrzne odbicie. ZWIERCIADŁA PŁASKIE Obraz w zwierciadle płaskim Obraz w zwierciadle płaskim 1. pozorny 2. prosty (nie odwrócony) 3. tej samej wielkości co przedmiot 4. w tej samej odległości od zwierciadła co przedmiot (p=o) 5. inwersyjny (lewa strona przedmiotu jest prawą stroną obrazu). Konstrukcja obrazu w zwierciadle Obraz przedmiotu w zwierciadle płaskim Obrazy rzeczywiste powstają po tej samej stronie zwierciadła, po której znajduje się przedmiot, a obrazy pozorne powstają po jego przeciwnej stronie. 4
5 5 ZWIERCIADŁA KULISTE Konstrukcja obrazu w zwierciadłach a) b) wklęsłych c) d) wypukłych dla promieni przyosiowych (4 promienie charakterystyczne) C środek krzywizny; F ognisko rzeczywiste (a, b), pozorne (c, d); 5
6 6 f = r 2 o h' m = = powiększenie p h = równanie zwierciadła p o f f ogniskowa (f>0 zw. wklęsłe; f< 0 zw. wypukłe); r promień krzywizny (r>0 zw. wklęsłe, r<0 zw. wypukłe). Zależność powiększenia od rodzaju zwierciadła a) zwierciadło płaskie b) zwierciadło wklęsłe c) zwierciadło wypukłe Ognisko rzeczywiste i pozorne a) zwierciadło wklęsłe b) zwierciadło wypukłe 6
7 7 Obrazy rzeczywiste powstają po tej samej stronie zwierciadła, po której znajduje się przedmiot, a obrazy pozorne powstają po jego przeciwnej stronie. SOCZEWKI 7
8 8 Konstrukcja obrazu w cienkich soczewkach dla promieni przyosiowych (3 promienie charakterystyczne) RÓWNANIE SOCZEWKI Dla soczewek nieskończenie cienkich = 1 n 1 1 Z = = + p o f 1 f nos r1 r2 Równanie geometryczne Równanie materiałowe x - odległość przedmiotu od soczewki y - odległość obrazu od soczewki f - ogniskowa soczewki (soczewka dwuwypukła f>0, dwuwklęsła f<0) n współczynnik załamania materiału soczewki n os współczynnik załamania ośrodka w którym znajduje się soczewka (dla powietrza n os =1 ) r 1 i r 2 promienie krzywizny soczewki odpowiednio od strony przedmiotu i obrazu r>0 dla powierzchni wypukłych r<0 dla powierzchni wklęsłych Z zdolność skupiająca (Z>0 soczewki skupiające; Z<0 soczewki rozpraszające) [Z]=1D=1/m (D dioptria) OBRAZY W ZWIERCIADŁACH KULISTYCH I SOCZEWKACH SFERYCZNYCH UKŁAD OPTYCZNY p o OBRAZ p o f p > 2f f < o < 2f rzecz., odw., pom., m < 1 Zwierciadło wklęsłe Soczewka skupiająca p = 2f o = 2f rzecz., odw., taki sam, m = 1 f < p < 2f o > 2f rzecz., odw., pow., m > 1 p = f o p < f o < 0 pozorny, prosty, pow., m > 1 Zwierciadło wypukłe p - dowolne o < 0 pozorny, prosty, pom., m < 1 Soczewka rozpraszająca p odległość przedmiotu od wierzchołka zwierciadła, odległość przedmiotu od soczewki o - odległość obrazu od wierzchołka zwierciadła, odległość przedmiotu od soczewki 8
9 9 OKULARY Oko miarowe Krótkowzroczność (myopia) Dalekowzroczność (hyperopia) N - punkt dali B punkt bliży B' punkt bliży na siatkówce F'N punkt dali na siatkówce Dla promieni równoległych padających na soczewkę oka jej ogniskowa średnio wynosi 2.5cm. Konsekwencja: 1. zbyt dużych rozmiarów przednio - tylnych oka lub2. zbyt dużą siłą łamiącą układu optycznego oka Poprawa ostrości widzenia krótkowidza - okulary korekcyjne lub soczewki kontaktowe. (soczewki rozpraszające). Ich moc optyczną podaje się w dioptriach dodając znak minus (np. minus 3 dioptrie). Konsekwencja 1. zbyt małych rozmiarów przednio-tylnych oka (zbyt krótką gałką oczną) w stosunku do jego siły łamiącej lub 2. niewystarczająca siła łamiąca układu optycznego oka (np. zbyt płaską rogówką) w stosunku do jego długości Poprawa ostrości widzenia dalekowidza Okulary korekcyjne lub soczewki kontaktowe (soczewki skupiające). Ich moc optyczną podaje się w dioptriach dodając znak plus (np. plus 3 dioptrie). 9
10 10 MIKROSKOP Układ optyczny mikroskopu: 1.obiektyw 2.okular umieszczone są w tubusie. m = ld f f 1 2 ZAŁ: f 1 <<l m powiększenie mikroskopu l długość tubusa D odległość dobrego widzenia f 1, f 2 ogniskowe obiektywu i okularu Przedmiot ustawia się w odległości (o) większej niż ogniskowa obiektywu, a mniejszej niż podwójna ogniskowa.(f 1 < o <2f 1 ) Powstający obraz jest rzeczywisty, powiększony i odwrócony i ten obraz staje się przedmiotem dla okularu, w którym powstaje obraz prosty, powiększony i urojony. Przedmiot P 1 musi pojawić się w odległości mniejszej niż ogniskowa okularu f 2. PRYZMAT 10
11 11 Bieg promieni w pryzmacie Tęcza - rozszczepienie zachodzi na kropelkach wody unoszących się w powietrzu ε + δ min sin 2 n = ε sin 2 n - współczynnik załamania pryzmatu δ - kąt odchylenia promienia padającego na pryzmat w stosunku do promienia wychodzącego z pryzmatu ε - kąt łamiący pryzmatu Bieg promieni w pryzmacie 1. Dla małych wartości kątów: α 1, α 2, ß 1, ß 2 δ = ε (n 1) gdzie: n względny współczynnik załamania materiału pryzmatu względem ośrodka otaczającego. 2. Kąt odchylenia δ w pryzmacie jest najmniejszy wówczas, gdy promień świetlny biegnie symetrycznie przez pryzmat, tzn., gdy α 1 = α 2. 11
12 12 12
13 13 ZADANIA ZAD. 1 Przedmiot umieszczono w odległości 30cm od zwierciadła płaskiego. Jaka będzie odległość między przedmiotem a obrazem jeśli zwierciadło umieścimy w miejscu w którym powstał pierwszy obraz. ZAD. 2 Wykazać, że dla otrzymania obrazu całego człowieka w zwierciadle płaskim wysokość zwierciadła musi być co najmniej równa połowie wysokości człowieka ZAD. 3 Przedmiot jest umieszczony miedzy dwoma zwierciadłami płaskimi ustawionymi wzajemnie prostopadle. Znaleźć wszystkie obrazy przedmiotu. ZAD. 4 Na płytkę kwarcową o współczynniku załamania pada promień świetlny. Oblicz kąt padania jeżeli promień odbity jest prostopadły do promienia załamanego. ZAD. 5 Wiedząc, że bezwzględny współczynnik załamania światła w szkle wynosi 1.5 oblicz ile wynosi prędkość światła w szkle. ZAD. 6 Bezwzględne współczynniki załamania światła w szkle i wodzie wynoszą odpowiednio 1.5 i Oblicz ile wynosi względny współczynnik załamania światła wody względem szkła ZAD. 7 W dno stawu wbito pionowo pręt o wysokości 1m w ten sposób, że znajduje się on cały pod wodą Znaleźć długość cienia pręta na dnie stawu jeżeli promienie słoneczne padają na powierzchnię pod kątem 30. ZAD. 8 Człowiek patrzy na dno zbiornika pionowo z góry i stwierdza, że głębokość zbiornika wynosi 0.9. Jaka jest jego rzeczywista głębokość. Bezwzględny współczynnik załamania wody wynosi ZAD. 9 Punktowe źródło światła umieszczono na osi optycznej w odległości 5cm od zwierciadła kulistego wklęsłego i otrzymano wiązkę promieni równoległych. Ile wynosi promień krzywizny tego zwierciadła? ZAD. 10 Znaleźć ogniskową zwierciadła wklęsłego dającego obraz rzeczywisty przedmiotu powiększony cztery razy, jeżeli odległość przedmiotu i obrazu wynosi 0.15m. ZAD. 11 Promień krzywizny zwierciadła wklęsłego wynosi 40cm.Gdzie należy umieścić przedmiot, aby powstający obraz był a) rzeczywisty i powiększony dwa razy b) pozorny i powiększony 2 razy ZAD. 12 Zwierciadło wklęsłe o ogniskowej 40cm znajduje się w odległości D od ściany. Między zwierciadłem a ścianą wstawiono świecę w odległości 70cm od zwierciadła tak, że powstaje obraz rzeczywisty na ścianie. Oblicz D. ZAD. 13 Przedmiot o wysokości 4cm znajduje się w odległości 10cm od wierzchołka zwierciadła sferycznego wklęsłego o ogniskowej 8cm. Jaki powstanie obraz i gdzie? ZAD. 14 Przedmiot znajduje się w odległości 0.5m od wierzchołka zwierciadła wklęsłego. Obraz jest trzy razy mniejszy od przedmiotu. Wyznacz położenie obrazu, promień krzywizny oraz ogniskową zwierciadła. ZAD. 15 Oblicz kąt graniczny dla wody szkła oraz diamentu umieszczonych w powietrzu. 13
14 14 ZAD. 16 Ze szkła o współczynniku załamania 1.6 należy zrobić dwuwypukłą soczewkę o ogniskowej 20cm. Jakie powinny być promienie krzywizn powierzchni soczewki, jeżeli wiadomo, że jeden z nich jest półtora razy większy od drugiego. ZAD. 17 Zdolność skupiająca dwuwypukłej soczewki wynosi w powietrzu 5 Dioptrii a w wodzie 1.5 Dioptrii. Znaleźć współczynnik załamania materiału, z którego zbudowana jest soczewka. ZAD. 18 W odległości 0.15m od soczewki zbierającej, której ogniskowa wynosi 0.1m, umieszczono przedmiot o wysokości 0.02m. Gdzie powstanie obraz i jaka będzie jego wielkość? ZAD. 19 Zdolność zbierająca szklanej soczewki w powietrzu wynosi 5.5Dioptri a w cieczy 1.63Dioptri. Jaki jest współczynnik załamania cieczy? ZAD. 20 Ile wynosi ogniskowa soczewki płasko wypukłej ze szkła o bezwzględnym współczynniku załamania 1.5 i promieniu krzywizny 10cm w powietrzu? ZAD. 21 Jaka jest ogniskowa soczewki, jeżeli jej zdolność skupiająca wynosi 5 dioptrii? ZAD. 22 Oblicz zdolność skupiającą układu sklejonych dwóch cienkich soczewek o zdolnościach skupiających +5 dioptrii i 7 dioptrii. ZAD. 23 Soczewka szklana (n=1.51) ma w próżni ogniskową 5cm. Jaką wartość będzie miała jej ogniskowa po włożeniu tej soczewki do wody (n=1.33)? ZAD. 24 Zdolność skupiająca okularów wynosi 2.5 dioptrii. Jaką wadę te okulary wyrównują i ile wynosi ogniskowa tych soczewek? ZAD. 25 Dla promieni równoległych padających na soczewkę oka jej ogniskowa wynosi 2.5cm. Ile musi wynosić ogniskowa tej soczewki żeby na siatkówce mógł powstać ostry obraz przedmiotu odległego od oka o 40cm? Czy mięśnie oka muszą zmniejszyć czy też zwiększyć promień krzywizny soczewki ocznej?zad. 26 Dalekowidz widzi wyraźnie przedmioty z odległości 0.5m. Jakich okularów powinien używać, aby normalnie widzieć z odległości 0.25m? ZAD. 27 Ogniskowa obiektywu mikroskopu wynosi 0.5cm a okularu 2cm. Długość tubusa wynosi 15cm. Odległość dobrego widzenia wynosi 25cm. Ile wynosi powiększenie mikroskopu dla takiego układu? ZAD. 28 Na pryzmat o kącie wierzchołkowym 60 pada pod katem 60 do normalnej promień światła. Współczynnik załamania szkła wynosi 1.6. O jaki kąt odchyli się promień od jego pierwotnego kierunku po przejściu przez pryzmat? ZAD. 29 Narysuj jak rozszczepi się światło białe po przejściu przez pryzmat. Zaznacz bieg promieni o barwie czerwonej, żółtej i fioletowej 14
15 ELEMENTY OPTYKI FALOWEJ FALE ELEKTROMAGNETYCZNE c = v λ λ - długość fali, c prędkość światła w próżni, v częstość światła λ=750nm, λ=550nm, λ=350nm c E = hν = h λ -34 h= Js, E h p = c λ E energia fotonu = p - pęd fotonu E P = s [ P] W = P - moc emitowanego promieniowania elektromagnetycznego (energia niesiona przez promieniowanie przechodzące w jednostce czasu przez określoną powierzchnię.) 15
16 16 INTERFERENCJA Ugięcie płaskiej fali monochromatycznej na szczelinie S 0, staje się ona źródłem punktowym fali kolistej. Ugięcie na szczelinach S 1 i S 2 (punktowe źródła światła). Interferencja na ekranie C Interferencja zachodzi gdy nakładają się na siebie fale spójne: 1. o jednakowej częstości 2. o stałej różnicy faz Droga optyczna s - droga optyczna n - wsp. załamania ośrodka d - droga geometryczna przebyta przez falę Różnica faz fal spójnych 2π = s s ϕ λ 0 ( ) 2 λ 0 długość fali świetlnej w próżni 1 s = nd 16
17 17 ZAŁ. D>>d promienie r 1 i r 2 równoległe, tworzą kąt θ z osią, S 1 S 2 b to trójkąt prostokątny sin θ = L d L = d sinθ L = nλ d sinθ = nλ n = 0,1,2... maksimum interferencyjne 1 L = n + λ n = 0,1, d sinθ = n + λ 2 minimum interferencyjne 17
18 18 DYFRAKCJA Dyfrakcja - zmiana kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz w ich pobliżu. Komputerowo wygenerowana symulacja dyfrakcji, szczelina ma rozmiar a= 4λ Dyfrakcja światło lasera po przejściu przez wąską pojedynczą szczelinę. 18
19 19 SIATKA DYFRAKCYJNA Siatka dyfrakcyjna (układ równych, równoległych i jednakowo rozmieszczonych szczelin ) przyrząd do przeprowadzania analizy widmowej światła. Stała siatki dyfrakcyjnej (d) - parametr charakteryzujący siatkę dyfrakcyjną, odległość między środkami kolejnych szczelin. 19
20 20 Fala płaska padająca na siatkę dyfrakcyjną zostaje rozłożona na fale składowe, które widoczne są na ekranie w postaci widma Położenie prążków jasnych dla siatki dyfrakcyjnej d sin θ n = nλ n = 0,1,2... d stała siatki n rząd widma Dyfrakcja najlepiej jest obserwowana gdy wielkości przeszkód są przybliżone do długości padającej fali - w związku z tym wykorzystuje się siatki, które posiadają gęstość rys: rys/mm dla podczerwieni 1200 rys/mm wykorzystuje się je dla promieniowania ultrafioletowego 600 rys/mm dla światła widzialnego 20
21 21 POLARYZACJA ŚWIATŁA Zjawisko polaryzacji Kat Brewstera: taki kąt padania, że kąt między promieniem odbitym i załamanym wynosi 90ºŚwiatło załamane jest częściowo spolaryzowane Światło odbite pod katem Brewstera jest całkowicie spolaryzowane θ + θ = 90 B n sinθ = n z 1 B 2 1 B 2 1 B 2 sinθ z cosθ ( θb ) n sinθ = n sin 90 n sinθ = n B tgθ B = n n n 1 współczynnik załamania ośrodka dla promienia padającego n 2 współczynnik załamania ośrodka dla promienia załamanego 2 1 Wykorzystanie okularów polaryzacyjnych ZADANIA ZAD. 1 Jaka jest częstość drgań odpowiadająca skrajnym czerwonym (760nm) i fioletowym (400nm) promieniom światła widzialnego? ZAD. 2 Długość fali światła żółtego w powietrzu jest równa 580nm. Jaka jest długość tej fali w wodzie? 21
22 22 ZAD. 3 Dla jakiej długości fali elektromagnetycznej energia fotonu byłaby równa J? ZAD. 4 Jaka jest prędkość światła czerwonego v c w próżni w porównaniu z prędkością światła zielonego v z? ZAD. 5 Oblicz energię fotonu dla światła: czerwonego (760nm), zielonego (550nm), fioletowego (400nm). Fotony, o jakiej barwie, z zakresu światła widzialnego, charakteryzują się największą energią? ZAD. 6 Czy promienie, którego kwanty mają energię J należą do obszaru widzialnego? ZAD. 7 Ile wynoszą pędy fotonów promieniowania o długościach fal: 400nm, 550nm, 760nm? ZAD. 8 Jaką długość fali ma foton, którego energia jest równa energii spoczynkowej elektronu? ZAD. 9 Narysuj wykres przedstawiający zależność energii kwantu w funkcji: a) częstości b) długości fali ZAD. 10 Progowa czułość ludzkiego oka dla fali świetlnej o długości 560nm wynosi W. Jaka najmniejsza liczba kwantów światła powinna padać w czasie 1s na siatkówkę oka, aby mogła ona na nią zareagować? ZAD. 11 Moc promieniowania wysyłanego przez świecę wynosi 0.01W. Załóżmy, że świeca wysyła tylko światło żółte o długości 560nm. Ile fotonów wysyła świeca w czasie 1s? ZAD. 12 Wyznaczyć odległość pomiędzy sąsiednimi prążkami interferencyjnymi na ekranie, jeżeli spójne źródła światła w postaci szczelin znajdują się w odległości 3 m od ekranu. Odległość między szczelinami wynosi 1.8 mm. Długość fali świetlnej wynosi 600 nm. ZAD. 13 Siatka dyfrakcyjna ma 100 rys na 1mm. Oblicz stałą siatki i wyraź ja w nanometrach ZAD. 14 Promienie padają prostopadle na siatkę dyfrakcyjną i po przejściu przez nią dają widmo pierwszego rzędu pod katem Oblicz stała siatki, jeżeli długość fali promieni padających wynosi 589nm. ZAD. 15 Na siatkę dyfrakcyjną o stałej 2.5 µm pada prostopadle wiązka fal o długości 560 nm. Ile wynosi maksymalny rząd widma, które jeszcze możemy obserwować? ZAD. 16 Współczynnik załamania światła wynosi Pod jakim katem do normalnej musimy skierować równoległą wiązkę światła na szklaną szybę, aby wiązka odbita był całkowicie spolaryzowana? ZAD. 17 Pod jakim katem nad horyzontem znajduje się słońce, jeżeli promienie odbite od powierzchni stawu są całkowicie spolaryzowane ZAD. 18 Wiązka światła pada na powierzchnie cieczy, dla której współczynnik załamania wynosi 1.4. Promień odbity jest całkowicie spolaryzowany. Jaki jest kąt załamania promieni? 22
23 BUDOWA MATERII BUDOWA ATOMU Demokryt z Abdery (400 lat p.n.e.) Wprowadził do nauki pojęcie atomu. HIPOTEZA: świat to kombinacja próżni i wielkiej ilości mikroskopijnych cząstek materii, atomy są zróżnicowane pod względem wielkości i kształtu. Johna Daltona (1805) Sformułowania teorii atomistycznej. HIPOTEZA: atom stanowi sztywną, niepodzielna kulkę znane substancje to zbiory takich kulek łączenie się danych substancji polega na mikroskopowym łączeniu się tworzących je, nie podzielnych cząstek atomy w teorii Daltona zachowywały własności fizyczne przy reakcjach chemicznych, co zgadzało się w ówczesnymi obserwacjami dla każdego pierwiastka atomy nie różniły się między sobą, atomy odmiennych pierwiastków były rozróżnialne na podstawie masy i zachowania przy przemianach fizycznych i chemicznych. PROBLEM - podczas przemian chemicznych były obserwowane ładunki dodatnie i ujemne. Ich obecność przemawiała za bardziej skomplikowaną budową atomu. Ernest Rutherford 1911 zaproponował pierwszy jądrowy model budowy atomu HIPOTEZA większość masy i ładunek dodatni skupione są w bardzo niewielkiej przestrzeni w centrum atomu, elektrony krążą w dość znacznej odległości od tego centrum (jądra atomowego.) PROBLEM - model ten nie wyjaśniał, dlaczego w swym ruchu obrotowym, elektrony nie wytracają prędkości i nie spadają w rezultacie na jądro. Niels Bohr (1913) - model planetarny, wyjaśnienie występowania linii spektralnych w widmach emisyjnych pierwiastków. HIPOTEZA istnienie dopuszczalnych orbit, na których mogą krążyć elektrony wokół jądra atomowego. Każdy elektron musi zaabsorbować lub wyemitować foton o określonej energii, żeby przeskoczyć między orbitami. Model Bohra atomu wodoru, pokazujący przeskok elektronu między orbitami i emisję fotonu o określonej energii 23
24 24 Atomy mają rozmiary rzędu m i masę rzędu kg. 1. Ponad 99,9% masy atomu jest zawarte w jego jądrze. 2. Jądro atomowe zbudowane jest z nukleonów: protonów o dodatnim ładunku elektrycznym (m p =1, (29) kg) elektrycznie obojętnych neutronów. 3. Chmurę elektronową tworzą elektrony (m e 9, kg) związane z jądrem przez oddziaływanie elektromagnetyczne. To samo oddziaływanie pozwala atomom łączyć się w cząsteczki. Atom jest elektrycznie obojętny, gdy liczba elektronów jest równa liczbie protonów. W przeciwnym przypadku ma ładunek i nazywany jest jonem. Elektrony związane w atomach rozłożone są na powłokach, między którymi mogą przechodzić emitując bądź absorbując fotony o określonej energii. POSTULATY BHORA I. Orbitalny moment pędu elektronu jest skwantowany, przybiera on dyskretne wartości: h ε 1 Ze L = nh / 2π n = 1, 2, 3... L = m v r r = n v = Z me n h m e, masa elektronu, v n prędkość elektronu na n-tej powłoce, r n - promień n tej powłoki h = 6,62 (11) Js ε 0 =8, F/m e = C m e 9, kg m p =1, (29) kg Z liczba atomowa rozważanego atomu e n n n 2 n π e 2ε 0 II. Podczas zmiany orbity przez elektron, atom emituje (absorbuje) foton. Energia fotonu równa jest różnicy między energiami elektronu na tych orbitach E = hν = E E nm nm n m E n 1 = n 2 4 Z eme ε 0h E n i E m energie elektronu na powłokach n, m ν nm - częstotliwość fotonu emitowanego (absorbowanego) przy przejściu miedzy poziomami n, m. Przejście elektronu między powłokami 24
25 25 WIDMO ATOMU WODORU Powstaje ono w wyniku emisji fotonów (np. w rozgrzanym gazie) - widma emisyjne - jasne prążki w widmie 1 = R H Z R H = m e λm( n) n m 8ε 0 h c λ - długość fali w próżni światła emitowanego przez atom przy przejściu m n R H - stała Rydberga dla wodoru, R H = m -1 n i m liczby całkowite n < m, Z liczba atomowa, dla wodoru równa 1. Serie widmowe dla atomu wodoru: e 4 25
26 26 Seria Lymana (1906)n = 1, m > 1 (nadfiolet); Seria linii widmowych emitowanych przez atomy wodoru. Linie te powstają w wyniku emisji fotonów przez elektron w atomie wodoru przechodzący z wyższego orbitalu na orbital n=1 (seria K). Seria Balmera (1885)n = 2, m > 2 (widzialne); Seria linii widmowych powstająca w wyniku emisji fotonów przez elektron w atomie wodoru przechodzący z wyższego orbitalu na orbital n=2 (seria L). λ < 364,60-656,28>nm bliski nadfiolet - zakres światła widzialnego (bezpośrednio widoczne są linie - czerwona, niebiesko-zielona i dwie fioletowe). Paschena (1908) n = 3, m > 3 (bliska podczerwień); λ < >nm seria widm powstająca w wyniku emisji fotonów przez elektron w atomie wodoru przechodzący z wyższego orbitalu na orbital n= 3 (seria M). Bracketta (1922) n = 4, m > 4 (podczerwień); λ < >nm seria widm powstająca w wyniku emisji fotonów przez elektron w atomie wodoru przechodzący z wyższego orbitalu na orbital n=4 (seria N). Pfunda (1924) n = 5, m > 5 (daleka podczerwień); λ < >nm seria widm powstająca w wyniku emisji fotonów przez elektron w atomie wodoru przechodzący z wyższego orbitalu na orbital n=5 (seria O). Humphreysa (1952) n = 6, m > 6 (b. daleka podczerwień); λ < >nm seria linii widmowych emitowanych przez atomy wodoru. Linie te powstają w wyniku emisji fotonów przez elektron w atomie wodoru przechodzący z wyższego orbitalu na orbital n=6 (seria P). 26
27 27 BUDOWA JĄDRA ATOMOWEGO Ernest Rutherford 1911 odkrycie jądra atomowego (folia Au bombardowana cząstkami α) LICZBA MASOWA - suma protonów i neutronów w jądrze atomu IZOTOPY - atomy mające tę samą liczbę protonów, ale różniące się liczbą neutronów w jądrze. NATURALNĄ RADIOAKTYWNOŚĆ - emisja promieniowania jonizującego towarzysząca rozpadowi jądra, co zazwyczaj prowadzi do powstania atomów innych pierwiastków. ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY - zjawisko spontanicznej przemiany jądra atomowego danego izotopu w inne jądro, najczęściej związane z emisją: 1. cząstek alfa - rodzaj promieniowania jonizującego cechującego się małą przenikalnością, jest to strumień jąder helu, składa się z dwóch protonów i dwóch neutronów (He 2+ ) 2. cząstek beta (e +, e - ) strumień elektronów lub pozytonów poruszających się z prędkością zbliżoną do prędkości światła, jest ono silnie pochłaniane przez materię. Promieniowanie to jest zatrzymywane już przez miedzianą blachę. (q=+/-1, m spoczynkowa =m e ) 3. promieniowania gamma promieniowanie elektromagnetycznego jonizujące i przenikliwe. Za promieniowanie gamma uznaje się promieniowanie o energii kwantu większej od 10 kev. Rozpady: α, β, γ ŹRÓDŁA RADIOAKTYWNE Źródłami radioaktywności są niestabilne izotopy pierwiastków, zarówno występujących w naturze, jak i wytworzonych przez człowieka. Do najbardziej znaczących należą: 14 C, stale produkowany przez promieniowanie kosmiczne w górnych warstwach atmosfery, obecny we wszystkich organizmach żywych, w tym w ciele człowieka 40 K, obecny m.in. w minerałach i kościach, stanowiący 0,01% całej zawartości potasu T 1/2 = 1.28 mld lat Rn, krótko żyjący element tzw. szeregów promieniotwórczych; jest gazem, więc może uwalniać się z miejsca powstania, np. z gleby, materiałów budowlanych itp.; największe znaczenie ma 222 Rn, jego okres połowicznego zaniku wynosi T 1/2 =3,8 dnia Ra, także pierwiastek występujący w szeregach promieniotwórczych; największe znaczenie ma izotop 226 Ra, którego okres połowicznego zaniku wynosi T 1/2 =1599 lat 232 Th, długo żyjący izotop obecny w niektórych minerałach i w glebie U, występujący w minerałach i w glebie; największe znaczenie mają: 238 U, mniej obfity izotop 235 U oraz sztucznie uzyskany 233 U dzięki podatności na rozszczepienie są wykorzystywane w reaktorach i bombach jądrowych T 1/2 = 4.5 mld lat ( 238 U) Pu, uzyskiwany sztucznie z uranu; izotop 239 Pu, także podatny na rozszczepienie, stosowany jest podobnie jak uran. T 1/2 = lat dla 239 Pu 1 Bq = 1 rozpad na sekundę - jednostka radioaktywności w układzie SI (bekerel) 27
28 28 PRAWO ROZPADU PROMIENIOTWÓRCZEGO N λt () t N e = 0 N(t) liczba jąder po czasie t N 0 początkowa liczba jąder λ - stała rozpadu charakterystyczna dla danego izotopu N=N 0 e -λt 1 N T1 = N0 2 2 ln T1 = = λ λ 2 T 1/2 ZADANIA ZAD. 1 Oblicz długość fali odpowiadającej granicy serii Balmera. W jakim zakresie fal elektromagnetycznych ona leży? ZAD. 2 Atom wodoru znajdujący się w stanie podstawowym został przeprowadzony w stan wzbudzony, charakteryzujący się liczbą kwantową n=3. Oblicz energię wzbudzenia dla tego stanu. ZAD. 3 Która z linii Balmera (n=2) jest linią o długości nm? ZAD. 4 Ile wynosi stosunek długości fal odpowiadających granicom serii Paschena (n=3) i Balmera (n=2)? ZAD. 5 Korzystając z teorii Bohra oblicz promień pierwszej orbity elektronu w atomie wodoru. ZAD. 6 Ile wynosi stosunek promienia trzeciej orbity elektronu do pierwszej w atomie wodoru wyznaczone w oparciu o teorie Bohra? ZAD. 7 Czas połowicznego rozpadu pewnego pierwiastka wynosi 19 dni. Ile jąder ulegnie rozpadowi w tym czasie? ZAD. 8 Czas połowicznego rozpadu pewnego pierwiastka wynosi 12 dni. Oblicz, jaki procent jąder ulegnie rozpadowi po 36 dniach. ZAD. 9 Z 10 6 promieniotwórczych jąder pewnego pierwiastka zostało po 20 godzinach jąder. Oblicz czas połowicznego rozpadu tego pierwiastka. 28
29 29 Literatura: 1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki, tom 1, PWN, Warszawa J. Orear, Fizyka, t.1 i 2, Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa P. G. Hewitt, Fizyka wokół nas, PWN, Warszawa K. Chyla, Zbiór prostych zadań z fizyki, ZAMKOR, Kraków J. Kalisz, M. Massalska, J.M. Massalski Zbiór Zadań z Fizyki z rozwiązaniami, PWN, Warszawa M. S. Cedrik, Zbiór zadań z fizyki, PWN, Warszawa M. Głowacki, Rozwiązywanie zadań z fizyki, Wyd. WSP w Częstochowie, Częstochowa J. Jędrzejewski, W. Kruczek, A. Kujawski, Zbiór zadań z fizyki dla kandydatów na wyższe uczelnie, WNT, Warszawa 1981; 29
ZAJĘCIA WYRÓWNAWCZE, CZĘSTOCHOWA, 2010/2011 Ewa Mandowska, Instytut Fizyki AJD, Częstochowa e.mandowska@ajd.czest.pl
1 ZAJĘCIA WYRÓWNAWCZE, CZĘSTOCHOWA, 2010/2011 Ewa Mandowska, Instytut Fizyki AJD, Częstochowa e.mandowska@ajd.czest.pl DZIAŁ 3 Optyka geometryczna i elementy optyki falowej. Budowa materii. 3.1. Optyka
Bardziej szczegółowopobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego - http://fizyka.dk - zadania z fizyki, wzory fizyczne, fizyka matura
12. Fale elektromagnetyczne zadania z arkusza I 12.5 12.1 12.6 12.2 12.7 12.8 12.9 12.3 12.10 12.4 12.11 12. Fale elektromagnetyczne - 1 - 12.12 12.20 12.13 12.14 12.21 12.22 12.15 12.23 12.16 12.24 12.17
Bardziej szczegółowoZwierciadło kuliste stanowi część gładkiej, wypolerowanej powierzchni kuli. Wyróżniamy zwierciadła kuliste:
Fale świetlne Światło jest falą elektromagnetyczną, czyli rozchodzącymi się w przestrzeni zmiennymi i wzajemnie przenikającymi się polami: elektrycznym i magnetycznym. Szybkość światła w próżni jest największa
Bardziej szczegółowoPrawa optyki geometrycznej
Optyka Podstawowe pojęcia Światłem nazywamy fale elektromagnetyczne, o długościach, na które reaguje oko ludzkie, tzn. 380-780 nm. O falowych własnościach światła świadczą takie zjawiska, jak ugięcie (dyfrakcja)
Bardziej szczegółowo17. Który z rysunków błędnie przedstawia bieg jednobarwnego promienia światła przez pryzmat? A. rysunek A, B. rysunek B, C. rysunek C, D. rysunek D.
OPTYKA - ĆWICZENIA 1. Promień światła padł na zwierciadło tak, że odbił się od niego tworząc z powierzchnią zwierciadła kąt 30 o. Jaki był kąt padania promienia na zwierciadło? A. 15 o B. 30 o C. 60 o
Bardziej szczegółowoFalowa natura światła
Falowa natura światła Christiaan Huygens Thomas Young James Clerk Maxwell Światło jest falą elektromagnetyczną Barwa światło zależy od jej długości (częstości). Optyka geometryczna Optyka geometryczna
Bardziej szczegółowo- 1 - OPTYKA - ĆWICZENIA
- 1 - OPTYKA - ĆWICZENIA 1. Promień światła padł na zwierciadło tak, że odbił się od niego tworząc z powierzchnią zwierciadła kąt 30 o. Jaki był kąt padania promienia na zwierciadło? A. 15 o B. 30 o C.
Bardziej szczegółowoOptyka geometryczna MICHAŁ MARZANTOWICZ
Optyka geometryczna Optyka geometryczna światło jako promień, opis uproszczony Optyka falowa światło jako fala, opis pełny Fizyka współczesna: światło jako cząstka (foton), opis pełny Optyka geometryczna
Bardziej szczegółowoOptyka stanowi dział fizyki, który zajmuje się światłem (także promieniowaniem niewidzialnym dla ludzkiego oka).
Optyka geometryczna Optyka stanowi dział fizyki, który zajmuje się światłem (także promieniowaniem niewidzialnym dla ludzkiego oka). Założeniem optyki geometrycznej jest, że światło rozchodzi się jako
Bardziej szczegółowo+OPTYKA 3.stacjapogody.waw.pl K.M.
Zwierciadło płaskie, prawo odbicia. +OPTYKA.stacjapogody.waw.pl K.M. Promień padający, odbity i normalna leżą w jednej płaszczyźnie, prostopadłej do płaszczyzny zwierciadła Obszar widzialności punktu w
Bardziej szczegółowoOptyka 2012/13 powtórzenie
strona 1 Imię i nazwisko ucznia Data...... Klasa... Zadanie 1. Słońce w ciągu dnia przemieszcza się na niebie ze wschodu na zachód. W którym kierunku obraca się Ziemia? Zadanie 2. Na rysunku przedstawiono
Bardziej szczegółowoPOMIARY OPTYCZNE 1. Wykład 1. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
POMIARY OPTYCZNE Wykład Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej Pokój 8/ bud. A- http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/ OPTYKA GEOMETRYCZNA Codzienne obserwacje: światło
Bardziej szczegółowo35 OPTYKA GEOMETRYCZNA. CZĘŚĆ 2
Włodzimierz Wolczyński Załamanie światła 35 OPTYKA GEOMETRYCZNA. CZĘŚĆ 2 ZAŁAMANIE ŚWIATŁA. SOCZEWKI sin sin Gdy v 1 > v 2, więc gdy n 2 >n 1, czyli gdy światło wchodzi do ośrodka gęstszego optycznie,
Bardziej szczegółowoĆwiczenie: "Zagadnienia optyki"
Ćwiczenie: "Zagadnienia optyki" Opracowane w ramach projektu: "Wirtualne Laboratoria Fizyczne nowoczesną metodą nauczania realizowanego przez Warszawską Wyższą Szkołę Informatyki. Zakres ćwiczenia: 1.
Bardziej szczegółowoWykład XI. Optyka geometryczna
Wykład XI Optyka geometryczna Jak widzimy? Aby przedmiot był widoczny, musi wysyłać światło w wielu kierunkach. Na podstawie światła zebranego przez oko mózg lokalizuje położenie obiektu. Niekiedy promienie
Bardziej szczegółowoŚWIATŁO I JEGO ROLA W PRZYRODZIE
ŚWIATŁO I JEGO ROLA W PRZYRODZIE I. Optyka geotermalna W tym rozdziale poznasz właściwości światła widzialnego, prawa rządzące jego rozchodzeniem się w przestrzeni oraz sposoby wykorzystania tych praw
Bardziej szczegółowoPodstawy fizyki wykład 8
Podstawy fizyki wykład 8 Dr Piotr Sitarek Katedra Fizyki Doświadczalnej, W11, PWr Optyka geometryczna Polaryzacja Odbicie zwierciadła Załamanie soczewki Optyka falowa Interferencja Dyfrakcja światła D.
Bardziej szczegółowo41P6 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - V POZIOM PODSTAWOWY
41P6 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - V Optyka fizyczna POZIOM PODSTAWOWY Dualizm korpuskularno-falowy Atom wodoru. Widma Fizyka jądrowa Teoria względności Rozwiązanie zadań należy
Bardziej szczegółowoMateriały pomocnicze 14 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej
Materiały pomocnicze 4 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej. Zwierciadło płaskie. Zwierciadło płaskie jest najprostszym przyrządem optycznym. Jest to wypolerowana płaska powierzchnia
Bardziej szczegółowoOptyka. Wykład X Krzysztof Golec-Biernat. Zwierciadła i soczewki. Uniwersytet Rzeszowski, 20 grudnia 2017
Optyka Wykład X Krzysztof Golec-Biernat Zwierciadła i soczewki Uniwersytet Rzeszowski, 20 grudnia 2017 Wykład X Krzysztof Golec-Biernat Optyka 1 / 20 Plan Tworzenie obrazów przez zwierciadła Równanie zwierciadła
Bardziej szczegółowoDział: 7. Światło i jego rola w przyrodzie.
Dział: 7. Światło i jego rola w przyrodzie. TEMATY I ZAKRES TREŚCI NAUCZANIA Fizyka klasa 3 LO Nr programu: DKOS-4015-89/02 Moduł Dział - Temat L. Zjawisko odbicia i załamania światła 1 Prawo odbicia i
Bardziej szczegółowoĆwiczenia z mikroskopii optycznej
Ćwiczenia z mikroskopii optycznej Anna Gorczyca Rok akademicki 2013/2014 Literatura D. Halliday, R. Resnick, Fizyka t. 2, PWN 1999 r. J.R.Meyer-Arendt, Wstęp do optyki, PWN Warszawa 1979 M. Pluta, Mikroskopia
Bardziej szczegółowoWykład FIZYKA II. 7. Optyka geometryczna. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Wykład FIZYKA II 7. Optyka geometryczna Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/ WSPÓŁCZYNNIK ZAŁAMANIA Współczynnik załamania ośrodka opisuje zmianę prędkości fali
Bardziej szczegółowoWykład Budowa atomu 1
Wykład 30. 11. 2016 Budowa atomu 1 O atomach Trochę historii i wprowadzenie w temat Promieniowanie i widma Doświadczenie Rutherforda i odkrycie jądra atomowego Model atomu wodoru Bohra sukcesy i ograniczenia
Bardziej szczegółowoDr Piotr Sitarek. Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska
Podstawy fizyki Wykład 11 Dr Piotr Sitarek Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska D. Halliday, R. Resnick, J.Walker: Podstawy Fizyki, tom 3, Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa 2003. K.Sierański, K.Jezierski,
Bardziej szczegółowoSCENARIUSZ LEKCJI Z WYKORZYSTANIEM TIK
SCENARIUSZ LEKCJI Z WYKORZYSTANIEM TIK Temat: Soczewki. Zdolność skupiająca soczewki. Prowadzący: Karolina Górska Czas: 45min Wymagania szczegółowe podstawy programowej (cytat): 7.5) opisuje (jakościowo)
Bardziej szczegółowoOpis matematyczny odbicia światła od zwierciadła kulistego i przejścia światła przez soczewki.
Opis matematyczny odbicia światła od zwierciadła kulistego i przejścia światła przez soczewki. 1. Równanie soczewki i zwierciadła kulistego. Z podobieństwa trójkątów ABF i LFD (patrz rysunek powyżej) wynika,
Bardziej szczegółowoWYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI
WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI KLASA III Drgania i fale mechaniczne Wymagania na stopień dopuszczający obejmują treści niezbędne dla dalszego kształcenia oraz użyteczne w pozaszkolnej działalności ucznia.
Bardziej szczegółowoOPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz
OPTYKA Leszek Błaszkieiwcz Ojcem optyki jest Witelon (1230-1314) Zjawisko odbicia fal promień odbity normalna promień padający Leszek Błaszkieiwcz Rys. Zjawisko załamania fal normalna promień padający
Bardziej szczegółowo12.Opowiedz o doświadczeniach, które sam(sama) wykonywałeś(aś) w domu. Takie pytanie jak powyższe powinno się znaleźć w każdym zestawie.
Fizyka Klasa III Gimnazjum Pytania egzaminacyjne 2017 1. Jak zmierzyć szybkość rozchodzenia się dźwięku? 2. Na czym polega zjawisko rezonansu? 3. Na czym polega zjawisko ugięcia, czyli dyfrakcji fal? 4.
Bardziej szczegółowoautor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 34 OPTYKA GEOMETRYCZNA. CZĘŚĆ 2. ZAŁAMANIE ŚWIATŁA. SOCZEWKI
autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 34 OPTYKA GEOMETRYCZNA. CZĘŚĆ 2. ZAŁAMANIE ŚWIATŁA. SOCZEWKI Rozwiązanie zadań należy zapisać w wyznaczonych miejscach pod treścią zadania Zadanie
Bardziej szczegółowoModel Bohra budowy atomu wodoru - opis matematyczny
Model Bohra budowy atomu wodoru - opis matematyczny Uwzględniając postulaty kwantowe Bohra, można obliczyć promienie orbit dozwolonych, energie elektronu na tych orbitach, wartość prędkości elektronu na
Bardziej szczegółowo- pozorny, czyli został utworzony przez przedłużenia promieni świetlnych.
Zjawisko odbicia Zgodnie z zasadą Fermata światło zawsze wybiera taką drogę między dwoma punktami, aby czas potrzebny na jej przebycie był najkrótszy (dla ścisłości: lub najdłuższy). Konsekwencją tego
Bardziej szczegółowoStałe : h=6, Js h= 4, eVs 1eV= J nie zależy
T_atom-All 1 Nazwisko i imię klasa Stałe : h=6,626 10 34 Js h= 4,14 10 15 evs 1eV=1.60217657 10-19 J Zaznacz zjawiska świadczące o falowej naturze światła a) zjawisko fotoelektryczne b) interferencja c)
Bardziej szczegółowoOptyka geometryczna Tadeusz M.Molenda Instytut Fizyki, Uniwersytet Szczeciński. Załamanie światła
Optyka geometryczna Tadeusz M.Molenda Instytut Fizyki, Uniwersytet Szczeciński Załamanie światła Załamania na granicy dwóch ośrodków normalna promień padający ośrodek 1 płaszczyzna padania v 1 v 2 ośrodek
Bardziej szczegółowoOPTYKA W INSTRUMENTACH GEODEZYJNYCH
OPTYKA W INSTRUMENTACH GEODEZYJNYCH Prawa Euklidesa: 1. Promień padający i odbity znajdują się w jednej płaszczyźnie przechodzącej przez prostopadłą wystawioną do powierzchni zwierciadła w punkcie odbicia.
Bardziej szczegółowoZałamanie na granicy ośrodków
Załamanie na granicy ośrodków Gdy światło napotyka na granice dwóch ośrodków przezroczystych ulega załamaniu tak jak jest to przedstawione na rysunku obok. Dla każdego ośrodka przezroczystego istnieje
Bardziej szczegółowop.n.e. Demokryt z Abdery. Wszystko jest zbudowane z niewidzialnych cząstek - atomów (atomos ->niepodzielny)
O atomie 460-370 p.n.e. Demokryt z Abdery Wszystko jest zbudowane z niewidzialnych cząstek - atomów (atomos ->niepodzielny) 1808 John Dalton teoria atomistyczna 1. Pierwiastki składają się z małych, niepodzielnych
Bardziej szczegółowoOptyka. Wykład IX Krzysztof Golec-Biernat. Optyka geometryczna. Uniwersytet Rzeszowski, 13 grudnia 2017
Optyka Wykład IX Krzysztof Golec-Biernat Optyka geometryczna Uniwersytet Rzeszowski, 13 grudnia 2017 Wykład IX Krzysztof Golec-Biernat Optyka 1 / 16 Plan Dyspersja chromatyczna Przybliżenie optyki geometrycznej
Bardziej szczegółowoZasada Fermata mówi o tym, że promień światła porusza się po drodze najmniejszego czasu.
Pokazy 1. 2. 3. 4. Odbicie i załamanie światła laser, tarcza Kolbego. Ognisko w zwierciadle parabolicznym: dwa metalowe zwierciadła paraboliczne, miernik temperatury, żarówka 250 W. Obrazy w zwierciadłach:
Bardziej szczegółowoZaznacz prawdziwą odpowiedź: Fale elektromagnetyczne do rozchodzenia się... ośrodka materialnego A. B.
Imię i nazwisko Pytanie 1/ Zaznacz właściwą odpowiedź: Fale elektromagnetyczne są falami poprzecznymi podłużnymi Pytanie 2/ Zaznacz prawdziwą odpowiedź: Fale elektromagnetyczne do rozchodzenia się... ośrodka
Bardziej szczegółowoOptyka. Wykład XI Krzysztof Golec-Biernat. Równania zwierciadeł i soczewek. Uniwersytet Rzeszowski, 3 stycznia 2018
Optyka Wykład XI Krzysztof Golec-Biernat Równania zwierciadeł i soczewek Uniwersytet Rzeszowski, 3 stycznia 2018 Wykład XI Krzysztof Golec-Biernat Optyka 1 / 16 Plan Równanie zwierciadła sferycznego i
Bardziej szczegółowoModele atomu wodoru. Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a
Modele atomu wodoru Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a Demokryt: V w. p.n.e najmniejszy, niepodzielny metodami chemicznymi składnik materii. atomos - niepodzielny Co to jest atom? trochę
Bardziej szczegółowoModele atomu wodoru. Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a
Modele atomu wodoru Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a Demokryt: V w. p.n.e najmniejszy, niepodzielny metodami chemicznymi składnik materii. atomos - niepodzielny Co to jest atom? trochę
Bardziej szczegółowoOPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA
1100-1BO15, rok akademicki 2018/19 OPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA dr hab. Raał Kasztelanic Wykład 4 Obliczenia dla zwierciadeł Równanie zwierciadła 1 1 2 1 s s r s s 2 Obliczenia dla zwierciadeł
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej
Ćwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej Wprowadzenie Światło widzialne jest to promieniowanie elektromagnetyczne (zaburzenie poła elektromagnetycznego rozchodzące
Bardziej szczegółowoWykład 17: Optyka falowa cz.2.
Wykład 17: Optyka falowa cz.2. Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.321 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ 1 Interferencja w cienkich warstwach Załamanie
Bardziej szczegółowoWyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od długości fali światła
Ćwiczenie O3 Wyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od długości fali światła O3.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zbadanie zależności współczynnika załamania światła od długości fali
Bardziej szczegółowoWykład 17: Optyka falowa cz.1.
Wykład 17: Optyka falowa cz.1. Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.31 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ 1 Zasada Huyghensa Christian Huygens 1678 r. pierwsza
Bardziej szczegółowoFoton, kwant światła. w klasycznym opisie świata, światło jest falą sinusoidalną o częstości n równej: c gdzie: c prędkość światła, długość fali św.
Foton, kwant światła Wielkość fizyczna jest skwantowana jeśli istnieje w pewnych minimalnych (elementarnych) porcjach lub ich całkowitych wielokrotnościach w klasycznym opisie świata, światło jest falą
Bardziej szczegółowoPlan wynikowy (propozycja)
Plan wynikowy (propozycja) 2. Optyka (co najmniej 12 godzin lekcyjnych, w tym 1 2 godzin na powtórzenie materiału i sprawdzian bez treści rozszerzonych) Zagadnienie (tematy lekcji) Światło i jego właściwości
Bardziej szczegółowoZAGADNIENIA na egzamin klasyfikacyjny z fizyki klasa III (IIIA) rok szkolny 2013/2014 semestr II
ZAGADNIENIA na egzamin klasyfikacyjny z fizyki klasa III (IIIA) rok szkolny 2013/2014 semestr II Piotr Ludwikowski XI. POLE MAGNETYCZNE Lp. Temat lekcji Wymagania konieczne i podstawowe. Uczeń: 43 Oddziaływanie
Bardziej szczegółowo34 OPTYKA GEOMETRYCZNA. CZĘŚĆ 1
Włodzimierz Wolczyński 34 OPTYKA GEOMETRYCZNA. CZĘŚĆ 1 ODBICIE ŚWIATŁA. ZWIERCIADŁA Do analizy obrazów w zwierciadle sferycznym polecam aplet fizyczny http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=48
Bardziej szczegółowoSpektroskop, rurki Plückera, cewka Ruhmkorffa, aparat fotogtaficzny, źródło prądu
Imię i nazwisko ucznia Nazwa i adres szkoły Imię i nazwisko nauczyciela Tytuł eksperymentu Dział fizyki Potrzebne materiały do doświadczeń Kamil Jańczyk i Mateusz Kowalkowski I Liceum Ogólnokształcące
Bardziej szczegółowoSzczegółowe kryteria oceniania z fizyki w gimnazjum. kl. III
Szczegółowe kryteria oceniania z fizyki w gimnazjum kl. III Semestr I Drgania i fale Rozpoznaje ruch drgający Wie co to jest fala Wie, że w danym ośrodku fala porusza się ze stałą szybkością Zna pojęcia:
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM OPTYKI GEOMETRYCZNEJ
LABORATORIUM OPTYKI GEOMETRYCZNEJ POMIAR OGNISKOWYCH SOCZEWEK CIENKICH 1. Cel dwiczenia Zapoznanie z niektórymi metodami badania ogniskowych soczewek cienkich. 2. Zakres wymaganych zagadnieo: Prawa odbicia
Bardziej szczegółowoTemat: Promieniowanie atomu wodoru (teoria)
Temat: Promieniowanie atomu wodoru (teoria) Zgodnie z drugim postulatem Bohra elektron poruszając się po dozwolonej orbicie nie wypromieniowuje energii. Promieniowanie zostaje wyemitowane, gdy elektron
Bardziej szczegółowoUwzględniając związek między okresem fali i jej częstotliwością T = prędkość fali można obliczyć z zależności:
1. Fale elektromagnetyczne. Światło. Fala elektromagnetyczna to zaburzenie pola elektromagnetycznego rozprzestrzeniające się w przestrzeni ze skończoną prędkością i unoszące energię. Fale elektromagnetyczne
Bardziej szczegółowoOptyka. Wykład VII Krzysztof Golec-Biernat. Prawa odbicia i załamania. Uniwersytet Rzeszowski, 22 listopada 2017
Optyka Wykład VII Krzysztof Golec-Biernat Prawa odbicia i załamania Uniwersytet Rzeszowski, 22 listopada 2017 Wykład VII Krzysztof Golec-Biernat Optyka 1 / 20 Plan Zachowanie pola elektromagnetycznego
Bardziej szczegółowoProblemy optyki falowej. Teoretyczne podstawy zjawisk dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła.
. Teoretyczne podstawy zjawisk dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła. Rozwiązywanie zadań wykorzystujących poznane prawa I LO im. Stefana Żeromskiego w Lęborku 27 luty 2012 Dyfrakcja światła laserowego
Bardziej szczegółowoPodstawowe własności jąder atomowych
Podstawowe własności jąder atomowych 1. Ilość protonów i neutronów Z, N 2. Masa jądra M j = M p + M n - B 2 2 Q ( M c ) ( M c ) 3. Energia rozpadu p 0 k 0 Rozpad zachodzi jeżeli Q > 0, ta nadwyżka energii
Bardziej szczegółowodoświadczenie Rutheforda Jądro atomowe składa się z nuklonów: neutronów (obojętnych elektrycznie) i protonów (posiadających ładunek dodatni +e)
1 doświadczenie Rutheforda Jądro atomowe składa się z nuklonów: neutronów (obojętnych elektrycznie) i protonów (posiadających ładunek dodatni +e) Ilość protonów w jądrze określa liczba atomowa Z Ilość
Bardziej szczegółowoFIZYKA IV etap edukacyjny zakres podstawowy
FIZYKA IV etap edukacyjny zakres podstawowy Cele kształcenia wymagania ogólne I. Wykorzystanie wielkości fizycznych do opisu poznanych zjawisk lub rozwiązania prostych zadań obliczeniowych. II. Przeprowadzanie
Bardziej szczegółowoFala jest zaburzeniem, rozchodzącym się w ośrodku, przy czym żadna część ośrodka nie wykonuje zbyt dużego ruchu
Ruch falowy Fala jest zaburzeniem, rozchodzącym się w ośrodku, przy czym żadna część ośrodka nie wykonuje zbyt dużego ruchu Fala rozchodzi się w przestrzeni niosąc ze sobą energię, ale niekoniecznie musi
Bardziej szczegółowoWykład 17: Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok
Wykład 17: Atom Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.31 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ 1 Wczesne modele atomu Grecki filozof Demokryt rozpoczął poszukiwania
Bardziej szczegółowoCHEMIA LEKCJA 1. Budowa atomu, Izotopy Promieniotwórczość naturalna i sztuczna. Model atomu Bohra
CHEMIA LEKCJA 1. Budowa atomu, Izotopy Promieniotwórczość naturalna i sztuczna Model atomu Bohra SPIS TREŚCI: 1. Modele budowy atomu Thomsona, Rutherforda i Bohra 2. Budowa atomu 3. Liczba atomowa a liczba
Bardziej szczegółowoPDF stworzony przez wersję demonstracyjną pdffactory
gdzie: vi prędkość fali w ośrodku i, n1- współczynnik załamania światła ośrodka 1, n2- współczynnik załamania światła ośrodka 2. Załamanie (połączone z częściowym odbiciem) promienia światła na płaskiej
Bardziej szczegółowoPromieniotwórczość naturalna. Jądro atomu i jego budowa.
Promieniotwórczość naturalna. Jądro atomu i jego budowa. Doświadczenie Rutherforda (1909). Polegało na bombardowaniu złotej folii strumieniem cząstek alfa (jąder helu) i obserwacji odchyleń ich toru ruchu.
Bardziej szczegółowoFizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika
Fizyka 3 Konsultacje: p. 39, Mechatronika marzan@mech.pw.edu.pl Zaliczenie: 1 sprawdzian 30 pkt 15.1 18 3.0 18.1 1 3.5 1.1 4 4.0 4.1 7 4.5 7.1 30 5.0 http:\\adam.mech.pw.edu.pl\~marzan Program: - elementy
Bardziej szczegółowoFizyka elektryczność i magnetyzm
Fizyka elektryczność i magnetyzm W5 5. Wybrane zagadnienia z optyki 5.1. Światło jako część widma fal elektromagnetycznych. Fale elektromagnetyczne, które współczesny człowiek potrafi wytwarzać, i wykorzystywać
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE
LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE Ćwiczenie nr 7 Temat: Pomiar kąta załamania i kąta odbicia światła. Sposoby korekcji wad wzroku. 1. Wprowadzenie Zestaw ćwiczeniowy został
Bardziej szczegółowoTEST nr 1 z działu: Optyka
Grupa A Testy sprawdzające TEST nr 1 z działu: Optyka imię i nazwisko W zadaniach 1. 17. wstaw krzyżyk w kwadracik obok wybranej odpowiedzi. klasa data 1 Gdy światło rozchodzi się w próżni, jego prędkć
Bardziej szczegółowo20. Na poniŝszym rysunku zaznaczono bieg promienia świetlnego 1. Podaj konstrukcję wyznaczającą kierunek padania promienia 2 na soczewkę.
Optyka stosowana Załamanie światła. Soczewki 1. Współczynnik załamania światła dla wody wynosi n 1 = 1,33, a dla szkła n 2 = 1,5. Ile wynosi graniczny kąt padania dla promienia świetlnego przechodzącego
Bardziej szczegółowoOPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA
1100-1BO15, rok akademicki 2018/19 OPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA dr hab. Rafał Kasztelanic Wykład 3 Pryzmat Pryzmaty w aparatach fotograficznych en.wikipedia.org/wiki/pentaprism luminous-landscape.com/understanding-viewfinders
Bardziej szczegółowoDodatek 1. C f. A x. h 1 ( 2) y h x. powrót. xyf
B Dodatek C f h A x D y E G h Z podobieństwa trójkątów ABD i DEG wynika z h x a z trójkątów DC i EG ' ' h h y ' ' to P ( ) h h h y f to ( 2) y h x y x y f ( ) i ( 2) otrzymamy to yf xy xf f f y f h f yf
Bardziej szczegółowoRozdział 9. Optyka geometryczna
Rozdział 9. Optyka geometryczna 206 Spis treści Optyka geometryczna i falowa - wstęp Widzenie barwne Odbicie i załamanie Prawo odbicia i załamania Zasada Fermata Optyka geometryczna dla soczewek Warunki
Bardziej szczegółowoOptyka. Wykład XII Krzysztof Golec-Biernat. Dyfrakcja. Laser. Uniwersytet Rzeszowski, 17 stycznia 2018
Optyka Wykład XII Krzysztof Golec-Biernat Dyfrakcja. Laser Uniwersytet Rzeszowski, 17 stycznia 2018 Wykład XII Krzysztof Golec-Biernat Optyka 1 / 23 Plan Dyfrakcja na jednej i dwóch szczelinach Dyfrakcja
Bardziej szczegółowoFala elektromagnetyczna o określonej częstotliwości ma inną długość fali w ośrodku niż w próżni. Jako przykłady policzmy:
Rozważania rozpoczniemy od ośrodków jednorodnych. W takich ośrodkach zależność między indukcją pola elektrycznego a natężeniem pola oraz między indukcją pola magnetycznego a natężeniem pola opisana jest
Bardziej szczegółowoRysunek 3-23 Hipotetyczne widmo ciągłe atomu Ernesta Rutherforda oraz rzeczywiste widmo emisyjne wodoru w zakresie światła widzialnego
3.5. Model Bohra-Sommerfelda Przeciw modelowi atomu zaproponowanego przez Ernesta Rutherforda przemawiały także wyniki badań spektroskopowych pierwiastków. Jeśli elektrony, jak wynika z teorii Maxwella,
Bardziej szczegółowoFizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika
Fizyka 3 Konsultacje: p. 329, Mechatronika marzan@mech.pw.edu.pl Zaliczenie: 2 sprawdziany (10 pkt każdy) lub egzamin (2 części po 10 punktów) 10.1 12 3.0 12.1 14 3.5 14.1 16 4.0 16.1 18 4.5 18.1 20 5.0
Bardziej szczegółowoSoczewkami nazywamy ciała przeźroczyste ograniczone dwoma powierzchniami o promieniach krzywizn R 1 i R 2.
Optyka geometryczna dla soczewek Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski Soczewkami nazywamy ciała przeźroczyste ograniczone dwoma powierzchniami o promieniach krzywizn R i R 2. Nasze rozważania własności
Bardziej szczegółowoOptyka geometryczna - 2 Tadeusz M.Molenda Instytut Fizyki, Uniwersytet Szczeciński. Zwierciadła niepłaskie
Optyka geometryczna - 2 Tadeusz M.Molenda Instytut Fizyki, Uniwersytet Szczeciński Zwierciadła niepłaskie Obrazy w zwierciadłach niepłaskich Obraz rzeczywisty zwierciadło wklęsłe Konstrukcja obrazu w zwierciadłach
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE. Ćwiczenie nr 3 Temat: Wyznaczenie ogniskowej soczewek za pomocą ławy optycznej.
LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE Ćwiczenie nr 3 Temat: Wyznaczenie ogniskowej soczewek za pomocą ławy optycznej.. Wprowadzenie Soczewką nazywamy ciało przezroczyste ograniczone
Bardziej szczegółowoWczesne modele atomu
Wczesne modele atomu Wczesne modele atomu Demokryt (400 p.n.e.) Grecki filozof Demokryt rozpoczął poszukiwania opisu materii około 2400 lat temu. Postawił pytanie: Czy materia może być podzielona na mniejsze
Bardziej szczegółowoI ,11-1, 1, C, , 1, C
Materiał powtórzeniowy - budowa atomu - cząstki elementarne, izotopy, promieniotwórczość naturalna, okres półtrwania, średnia masa atomowa z przykładowymi zadaniami I. Cząstki elementarne atomu 1. Elektrony
Bardziej szczegółowoBadanie przy użyciu stolika optycznego lub ławy optycznej praw odbicia i załamania światła. Wyznaczanie ogniskowej soczewki metodą Bessela.
Badanie przy użyciu stolika optycznego lub ławy optycznej praw odbicia i załamania światła. Wyznaczanie ogniskowej soczewki metodą Bessela. I LO im. Stefana Żeromskiego w Lęborku 20 luty 2012 Stolik optyczny
Bardziej szczegółowoWstęp do astrofizyki I
Wstęp do astrofizyki I Wykład 5 Tomasz Kwiatkowski Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu Wydział Fizyki Instytut Obserwatorium Astronomiczne Tomasz Kwiatkowski, shortinst Wstęp do astrofizyki I,
Bardziej szczegółowoSCENARIUSZ LEKCJI Temat lekcji: Soczewki i obrazy otrzymywane w soczewkach
Scenariusz lekcji : Soczewki i obrazy otrzymywane w soczewkach Autorski konspekt lekcyjny Słowa kluczowe: soczewki, obrazy Joachim Hurek, Publiczne Liceum Ogólnokształcące z Oddziałami Dwujęzycznymi w
Bardziej szczegółowoŚwiatło fala, czy strumień cząstek?
1 Światło fala, czy strumień cząstek? Teoria falowa wyjaśnia: Odbicie Załamanie Interferencję Dyfrakcję Polaryzację Efekt fotoelektryczny Efekt Comptona Teoria korpuskularna wyjaśnia: Odbicie Załamanie
Bardziej szczegółowozadania zamknięte W zadaniach od 1. do 10. wybierz i zaznacz jedną poprawną odpowiedź.
zadania zamknięte W zadaniach od 1. do 10. wybierz i zaznacz jedną poprawną odpowiedź. Zadanie 1. (1 p.) Wybierz ten zestaw wielkości fizycznych, który zawiera wyłącznie wielkości skalarne. a. ciśnienie,
Bardziej szczegółowoPrzedmiotowy system oceniania do części 2 podręcznika Klasy 3 w roku szkolnym 2013-2014 sem I
Przedmiotowy system oceniania do części 2 podręcznika Klasy 3 w roku szkolnym 2013-2014 sem I Tabela wymagań programowych i kategorii celów poznawczych Temat lekcji w podręczniku 22. Ruch drgający podać
Bardziej szczegółowoNatura światła. W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton
Natura światła W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton W swojej pracy naukowej najpierw zajmował się optyką. Pierwsze sukcesy odniósł właśnie w optyce, konstruując
Bardziej szczegółowo36P5 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - V POZIOM PODSTAWOWY
36P5 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - V Drgania Fale Akustyka Optyka geometryczna POZIOM PODSTAWOWY Rozwiązanie zadań należy zapisać w wyznaczonych miejscach pod treścią zadania
Bardziej szczegółowoPromieniowanie X. Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X
Promieniowanie X Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X Lampa rentgenowska Lampa rentgenowska Promieniowanie rentgenowskie
Bardziej szczegółowoProblemy optyki geometrycznej. Zadania problemowe z optyki
. Zadania problemowe z optyki I LO im. Stefana Żeromskiego w Lęborku 3 lutego 2012 Zasada Fermata Sens fizyczny zasady Zasada, sformułowana przez Pierre a Fermata w 1650 roku dotyczy czasu przejścia światła
Bardziej szczegółowoOCHRONA RADIOLOGICZNA PACJENTA. Promieniotwórczość
OCHRONA RADIOLOGICZNA PACJENTA Promieniotwórczość PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ (radioaktywność) zjawisko samorzutnego rozpadu jąder atomowych niektórych izotopów, któremu towarzyszy wysyłanie promieniowania α, β,
Bardziej szczegółowoFizyka promieniowania jonizującego. Zygmunt Szefliński
Fizyka promieniowania jonizującego Zygmunt Szefliński 1 Wykład 3 Ogólne własności jąder atomowych (masy ładunki, izotopy, izobary, izotony izomery). 2 Liczba atomowa i masowa Liczba nukleonów (protonów
Bardziej szczegółowoOddziaływanie cząstek z materią
Oddziaływanie cząstek z materią Trzy główne typy mechanizmów reprezentowane przez Ciężkie cząstki naładowane (cięższe od elektronów) Elektrony Kwanty gamma Ciężkie cząstki naładowane (miony, p, cząstki
Bardziej szczegółowoAutorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski
Rodzaje rozpadów jądrowych Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski Rozpady jądrowe zachodzą zawsze (prędzej czy później) jeśli jądro o pewnej liczbie nukleonów znajdzie się w stanie energetycznym, nie
Bardziej szczegółowoSPRAWDZIAN NR Na zwierciadło sferyczne padają dwa promienie światła równoległe do osi optycznej (rysunek).
SPRAWDZIAN NR 1 JOANNA BOROWSKA IMIĘ I NAZWISKO: KLASA: GRUPA A 1. Na zwierciadło sferyczne padają dwa promienie światła równoległe do osi optycznej (rysunek). Dokończ zdanie. Wybierz stwierdzenie A albo
Bardziej szczegółowo