Az optika a fény és általában az elektromágneses hullámok terjedésével foglalkozó tudományág. A geometriai optika nem foglalkozik a fény hullámtermészetével vagy részecsketulajdonságával.
Pusztán a fény viselkedését írja le olyan távolság- és időértékeknél, melyek jóval nagyobbak, mint a fény néhány mennyiségi jellemzője.
A testeket azért látjuk, mert róluk (ill. belőlük) fény jut a szemünkbe, és ott látjuk, ahonnan a fény kiindul, vagy ahonnan indulni látszik, mielőtt a szemünkbe jut.
- Valódi kép: a szemünkbe érkező fénysugarak valóban metszik egymást, a kép megfelelő eszközzel (ernyő, film) adott helyen felfogható.
- Látszólagos kép: a szemünkbe érkező fénysugaraknak csak a meghosszabbításai metszik egymást, csak látszólag indul ki onnan fény.
- Gömbi középpont (G): annak a gömbnek a középpontja, melynek része az adott gömbtükör.
- Optikai középpont (O): a gömbsüveg tetőpontja. Az optikai középpontba érkező sugarak a tengelyre szimmetrikusan verődnek vissza.
- Optikai tengely: az O és a G pontokon átmenő egyenes.
- Fókuszpont (F): az optikai és gömbi középpont távolságának felezőpontja. Ha a tükörre eső sugárnyaláb az optikai tengellyel párhuzamos, a visszavert fénysugarak a fókuszponton haladnak át. Ha a fénysugár a fókusz irányából érkezik a tükörre, a tengellyel párhuzamosan verődik vissza.
- Fókusztávolság (f): a fókuszpont távolsága az optikai középponttól, ami a gömbi sugár (r) fele.
- Tárgytávolság (t): a tárgy távolsága az eszköz optikai középpontjától.
- Képtávolság (k): a kép távolsága az eszköz optikai középpontjától; valódi kép esetén pozitív, látszólagos kép esetén negatív.
Leképezési Törvény
A gömbtükröknél és vékony lencséknél a t tárgytávolság, k képtávolság és az f fókusztávolság között azonos törvény érvényes:
Az összefüggésben következetesen használjuk az előjeleket. Azok a távolságok, amelyek olyan pontokhoz tartoznak, amelyekben fénysugarak metszik egymást, pozitívak lesznek (homorú gömbtükör és gyűjtőlencse fókusztávolsága, valódi kép és tárgy távolsága), amelyekhez tartozó pontokban csak a fénysugarak meghosszabbításai metszik egymást, negatívak lesznek (domború gömbtükör és szórólencse fókusztávolsága, látszólagos kép és tárgy távolsága).
Optikai eszközök
Egyszerű optikai eszközök:
- lencsék
- tükrök: síktükör, homorú tükör, domború tükör
- egyéb: prizma, stb.
.png)
A Galilei-távcsövet egyes feljegyzések szerint 1608-ban Hollandiában találták fel; majd Galileo Galilei készített egy 8-szoros nagyítású, később egy kb. 20-szoros nagyítású modellt. Galilei az 1600-as évek elején egy társával megpróbálta megmérni a fény sebességét. Mindketten egy hegytetőn álltak redőnyös lámpát tartva. Galilei kinyitotta a redőnyt, majd amikor a társa meglátta a fényt ő is kinyitotta. Egy mérföld körüli távolságnál Galilei nem tudott nagyobb eltérést észlelni, mint amikor pár méterre álltak egymástól. Arra a következtetésre jutott, hogy a hegycsúcsok távolsága nem elég nagy a pontos méréshez.
Johannes Kepler egyik legjelentősebb munkája a Dioptrice („Optika”) volt, melyben az egész optikát tudományos szintre emelte. 1611-ben megjelent művében az általa feltalált Kepler-távcső csak mellékes dolognak tűnik a fénytöréssel és az optikai leképezéssel kapcsolatos eredményeihez képest. Leírta a szem működését is. Tárgyalta a látáshibákat, valamint megmagyarázta a szemüveglencsék működését.
Sir Isaac Newton két éven keresztül optikát tanított. Ezalatt az idő alatt vizsgálta a fénytörés jelenségét, és rájött, hogy a prizma a fehér fényt a színspektrum különböző színeire tudja bontani, egy másik prizma pedig újra össze tudja állítani fehér fénnyé. Egy színes fénysugárral különböző tárgyakat megvilágítva azt is megmutatta, hogy a színes fény tulajdonságai nem változnak. 1704-ben jelent meg az Optika című műve. Amikor Robert Hooke kritizálta Newton egyes elméleteit, Newton annyira megbántódott, hogy visszavonult a nyilvános vitától. Egészen Hooke haláláig ellenségek maradtak.
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése