Optyka

Optyka
Przygotowanie do egzaminu
gimnazjalnego
Uczeń:
7.2 wyjaśnia powstawanie obszarów cienia i półcienia za pomocą prostoliniowego
rozchodzenia się świata w ośrodku jednorodnym
7.3 wyjaśnia powstawanie obrazu pozornego w zwierciadle płaskim, wykorzystując prawo
odbicia; opisuje zjawisko rozproszenia światła przy odbiciu od powierzchni chropowatej
7.4 opisuje skupianie promieni w zwierciadle wklęsłym, posługując się pojęciami ogniska i
ogniskowej, rysuje konstrukcyjnie obrazy wytworzone przez zwierciadła wklęsłe
7.5 opisuje ( jakościowo) bieg promieni przy przejściu światła z ośrodka rzadszego do
ośrodka gęstszego optycznie i odwrotnie
7.6 opisuje bieg promieni przechodzących przez soczewkę skupiającą i rozpraszającą (
biegnących równolegle do osi optycznej), posługując się pojęciami ogniska i ogniskowej
7.7 rysuje konstrukcyjnie obrazy wytworzone przez soczewki, rozróżnia obrazy
rzeczywiste, pozorne, proste, odwrócone, powiększone, pomniejszone
7.8 wyjaśnia pojęcie krótkowzroczności i dalekowzroczności oraz opisuje rolę soczewek w
ich korygowaniu
7.9 opisuje zjawisko rozszczepienia światła za pomocą pryzmatu
7.10 opisuje światło białe jako mieszaninę barw, a światło lasera jako światło jednobarwne
Doświadczenia
9.11 demonstruje zjawisko załamania (zmiany kąta załamania przy zmianie kąta padania –
jakościowo)
9.14 wytwarza za pomocą soczewki skupiającej ostry obraz przedmiotu na ekranie,
odpowiednio dobierając doświadczalne położenie soczewki i przedmiotu
PROSTOLINIOWE ROZCHODZENIE SIĘ
ŚWIATŁA
Ciało emitujące światło nazywamy
źródłem światła.
Źródłem światła będzie np. Słońce,
gwiazdy, płonące ognisko, robaczek
świętojański.
Źródłem światła nie będzie Księżyc,
ekran kinowy, glazura, lusterko – te
ciała świecą światłem odbitym.
Światło rozchodzi się po
liniach prostych w postaci
wiązki. Najmniejszą wiązką
jest promień.
POWSTAWANIE CIENIA I PÓŁCIENI
Cień powstaje, gdy na drodze
promieni świetlnych ustawimy
przeszkodę nieprzeźroczystą.
Kształt cienia zależy od kształtu
przedmiotu.
Wielkość cienia zależy od
odległości przedmiotu od ekranu:
im bliżej ekranu tym mniejszy jest
cień.
Półcień powstaje wtedy, gdy
przedmiot oświetlony jest dwoma
źródłami światła lub rozciągłym
źródłem światła.
Karta pracy zad 1
PRAWO
ODBICIA
Kąt odbicia jest równy kątowi
padania, promień padający,
promień odbity i normalna leżą
na jednej płaszczyźnie
Kąt padania- kąt między kierunkiem promienia padającego
a prostą prostopadłą (normalną) do granicy ośrodków .
Kąt odbicia- kąt między kierunkiem promienia odbitego a
prosta prostopadłą (normalną) do granicy ośrodków .
Normalna - linia prostopadła do powierzchni zwierciadła
wystawiona w punkcie padania.
Karta pracy zad 2
ZJAWISKO ROZPROSZENIA ŚWIATŁA
Rozproszenie światła- jeżeli wiązka
równoległych promieni światła
pada na powierzchnię, która nie
jest idealnie gładka to po odbiciu
takiej wiązki powstaje wiązka
promieni rozbieżnych
ZWIERCIADŁA
Zwierciadłem nazywamy każdą powierzchnię gładką,
wypolerowaną odbijającą światło.
Rodzaje zwierciadeł
płaskie
kuliste
wklęsłe
Karta pracy zad 3
wypukłe
OBRAZY W ZWIERCIADLE PŁASKIM
Zwierciadło płaskie tworzy zawsze
obraz:
Prosty
Pozorny
Naturalnej wielkości
Obraz i przedmiot są położone
symetrycznie względem zwierciadła
Karta pracy zad 4
ELEMENTY BUDOWY ZWIERCIADŁA
WKLĘSŁEGO
r- promień krzywizny
zwierciadła
F- ognisko, czyli
miejsce gdzie skupiają
się promienie
równoległe po odbiciu
od zwierciadła
f- ogniskowa, czyli
odległość ogniska od
zwierciadła
f=½ r
Karta pracy zad 5
KONSTRUKCJE OBRAZÓW W
ZWIERCIADLE WKLĘSŁYM 1/2
Obraz jest pomniejszony,
odwrócony, rzeczywisty
Obraz jest odwrócony,
rzeczywisty, tej samej wielkości
Obraz jest odwrócony,
powiększony, rzeczywisty
KONSTRUKCJE OBRAZÓW W
ZWIERCIADLE WKLĘSŁYM 2/2
Obrazu nie ma
Obraz jest pozorny,
powiększony, prosty
Karta pracy zad 6
ZWIERCIADŁO WYPUKŁE
Promienie równoległe po
odbiciu odbijają się w taki
sposób, że przedłużenia
promieni odbitych przecinają
się w ognisku pozornym
zwierciadła
Obrazy w zwierciadle wypukłym są
to obrazy pozorne, proste i
pomniejszone.
ZJAWISKO ZAŁAMANIA
ŚWIATŁA
Załamanie światła jest zmianą kierunku rozchodzenia się
fali świetlnej rozprzestrzeniającej się w ośrodku optycznie
niejednorodnym. Promień świetlny przechodząc z ośrodka
1 do 2 zmienia prędkość fali, a co za tym idzie także jej
długość
Załamanie występuje m.in. gdy światło
przechodzi:
•z powietrza do wody
•z wody do powietrza
•ze szkła do powietrza
•z powietrza do szkła
•z warstwy powietrza gęstszego do rzadszego
itd...
Ogólnie - światło będzie się załamywać prawie
zawsze gdy zmienia się ośrodek.
Karta pracy zad 7,8
SOCZEWKI
Soczewka to ciało przeźroczyste ograniczone z co
najmniej jednej strony powierzchnia kulistą
Promienie równoległe po
przejściu przez soczewkę
skupiają się w ognisku
Karta pracy zad 9
BIEG PROMIENI W SOCZEWCE SKUPIAJĄCEJ
I ROZPRASZAJĄCEJ
W soczewce skupiającej promienie równoległe po przejściu
przez soczewkę skupiają się w ognisku soczewki
W soczewce rozpraszającej promienie równoległe po
przejściu przez soczewkę rozpraszają się tak, że
przedłużenia tych promieni skupiają się w ognisku pozornym
soczewki
KONSTRUKCJE OBRAZÓW W SOCZEWCE
SKUPIAJĄCEJ
Obraz odwrócony, pomniejszony,
rzeczywisty
Obraz odwrócony, rzeczywisty, tej samej
wielkości
Nie ma obrazu
Obraz odwrócony, powiększony,
rzeczywisty
Obraz prosty,
powiększony, pozorny
WADY WZROKU, ROLA SOCZEWEK W
KOREKCJI WAD WZROKU
Dalekowzroczność – obraz
powstaje poza siatkówką oka.
Korekcja wady polega na
zastosowaniu okularów z
soczewkami skupiającymi
Krótkowzroczność – obraz
powstaje przed siatkówką oka.
Korekcja wady polega na
zastosowaniu okularów z
soczewkami rozpraszającymi
Karta pracy zad 10
ZJAWISKO ROZSZCZEPIENIA ŚWIATŁA ZA
POMOCĄ PRYZMATU
Rozszczepienie światła spowodowane jest różną
prędkością rozchodzenia się promieni świetlnych o
różnych barwach.
Ponieważ zaś światło białe jest mieszaniną świateł o
wielu barwach, to przepuszczenie go przez pryzmat
spowoduje rozdzielenie poszczególnych składowych na
piękną tęczę.
Rozszczepieniu nie ulega
światło monochromatyczne,
czyli jednobarwne, np.
światło lasera