Fizika II- Odgovori Na Pitanja

download Fizika II- Odgovori Na Pitanja

of 12

  • date post

    17-Jan-2016
  • Category

    Documents

  • view

    50
  • download

    2

Embed Size (px)

description

Fiz II

Transcript of Fizika II- Odgovori Na Pitanja

1. ELM valovi. Fermatov princip. Osnovne postavke geometrijske optike.Elektromagnetni talasi se formiraju u svim sluajevima kada postoji ubrzano ili usporeno kretanje nosilaca naelektrisanja.U osnovne osobine elektromagnetnih talasa se ubrajaju brzina prostiranja c, frekvencija i talasna duina . Veza izmeu ove tri veliine je: c=v . Elektromagnetni talasi se mogu prostirati i kroz vakuum i kroz materijalne sredine. Brzina prostiranja elektromagnetnih talasa u materijalnim sredinama se smanjuje u odnosu na brzinu u vakuumu, a istovremeno se smanjuje i talasna duina. Frekvencija elektrinog oscilatornog kola dobije se iz jednaine ELM oscilacija: ;

gdje je 0 dielektrina konstanta vakuuma, a 0 magnetna permeabilnost vakuuma.

Elektromagnetski valovi kroz vakuum prenose energiju, sadranu u progresivnim elektrinim i magnetnim poljima koja osciluju u meusobno okomitim ravnima.

Jednaina ELM valova: Brzina valova e biti:

Fermatov princip: Svjetlost se prostire po putu za koji joj je potrebno najkrae vrijeme:dt=ds/v. Ovo vrijeme treba da bude minimalno. Za svaku optiki propustljivu sredinudefinira se index prelamanja sredine: n=c/v gdje je: c - brzina svjetlosti u vakuumu,v brzina svjetlosti u datoj sredini. Matematiki prikazi Fermatovog principa:

L je optika duina puta, a s je geometrijska duina.Osnovne postavke geometrijske optike: Geometrijska optika objanjava mnoge optike pojave predstavljajui svjetlost zracima kao pravcima prenoenja energije. Zasnovana je na sljedeim zakonima:1. zakon pravolinijskog prostiranja svjetlosti,2. zakon nezavisnosti rasprostiranja svjetlosnih snopova,3. zakon odbijanja (refleksije) svjetlosti,4. zakon prelamanja (refrakcije) svjetlosti.Zakon pravolinijskog prostiranja svjetlosti glasi: U homogenoj providnoj sredini svjetlost se prostire pravolinijski po Fermatovom principu.Zakon nezavisnosti prostiranja svjetlosnih snopova glasi: Ako jedan snop zraka svjetlosti prolazi kroz drugi snop, jedan na drugi ne utiu.

2. Zakoni odbijanja i prelamanja svjetlosti /Svaki posebno izvesti koritenjem Fermatovog principa.Zakon odbijanja glasi: Pri odbijanju svjetlosti odbojni zrak lei u istoj ravni sa upadnim zrakom i normalom na graninu povrinu u taki upada, a odbojni ugao r je jednak upadnom uglu u.

Zakon prelamanja glasi: Upadni zrak, normala na graninu povrinu u taki upada i prelomni zrak lee u istoj ravni, a odnos upadnog i prelomnog ugla je dat relacijom: sinu/sinp=n12. gdje je n12 relativni indeks prelamanja druge sredine u odnosu na prvu.

Ugao prelamanja na graninoj povrini dviju sredina indeksa n1 i n2 .

3. Prelamanje svjetlosti kroz optiku prizmu, izvesti izraz za ugao devijacije.Ugao devijacije prizme je :

Minimalna devijacija za =1, =1:

4. Izvesti zakon prelamanja svjetlosti na sfernoj povrini.Zakon prelamanja:

Za male uglove vrijedi:

Optika mo: D=(n2-n1)/RSferne povrine Newton-ova formula: prva i druga ina daljina

5. Optiki sistemi. Ogledala, ravna i sferna i soiva. Jednadba tankog soiva.Ogledala:Ogledala su uglanane metalne i metalizirane staklene povrine koje pravilno odbijaju svjetlost. Ogledala su obino ravna ili sferna. Ravno ogledalo: Ako na ogledalo iz neke take A pada homocentrini snop zraka, reflektovati e se i formirati novi homocentrini snop s zamiljenim (virtuelnim) centrom u taki A'. Ugao izmeu pravaca upadnog i odbojnog zraka naziva se ugao otklona i on je jednak: = 2u.Sferna ogledala: Snop zraka paralelnih sa optikom osom, nakon refleksije od povrine sfernog ogledala e se sjei u jednoj taki na osi koja se zove glavna ia (F). Rastojanje ie do tjemena je ina daljina (f).Jednaina sfernog ogledala:

Lik dobiven sfernim udubljenim ogledalom kada se predmet nalazi na veoj udaljenosti od centra krivine , realan je, umanjen i obrnut.Sluajevi kod poloaja predmeta: Kada se predmet nalazi ispred centra krivine izdubljenog ogledala,lik je realan, nalazi se izmedu ie i centra krivine, obrnut je i umanjen Kada se predmet nalazi izmedu ie i tjemena izdubljenog ogledala, lik se nalazi iza ogledala, uvean je i imaginaran Kada se predmet nalazi ispred ispupenog ogledala, lik senalazi s druge strane ogledala, imaginaran je, uspravan i umanjen.SoivaSoiva su optiki elementi ogranieni prelamajuim povrinama od kojih bar jedna ima radijus krivine razliit od nule. Ako su R1 i R2 poluprenici krivina prve i druge povrine, tada jednaina prelamanja glasi:

Za tanka soiva je razmak tjemena priblino jednak nuli i p2 priblino jednako l1 .

I kod soiva se definie ia (fokus). Postoje dvije ie: prva (F1) i druga (F2) . Prva ia se definie kao ona taka predmeta na osi iji lik soivo formira u beskonanosti.Druga ia soiva se definie kao lik beskonano udaljenog predmeta na osi soiva , to znai da zraci paralelni sa osom nakon prelamanja kroz soivo prolaze kroz F2.Optika mo soiva = reciprona vrijednost ine daljine. Izraava se u dioptrijama :; U zavisnosti od predznaka druge ine daljine sva soiva moemo podijeliti na: konvergentna ili sabirna ako je f> O (slika i divergentna ili rasipna ako je f < O.Prema obliku prelamajuih povrina soiva dijelimo na : soiva koja imaju radijuse razliitog znaka, a to su bikonveksna (obje povrine ispupene) i bikonkavna (obje povrine udubljene) soiva kod kojih je jedna povrina ravna, a to su plankonveksna (druga povrina ispupena) i plankonkavna (druga povrina udubljena). soiva s radijusima krivine istog znaka koji se nazivaju meniskus. Meniskus moe biti sabirni i rasipni.Formiranje lika kod soiva: Kao i kod sfernih ogledala, kada je predmet na rastojanju jednakom dvostrukoj inoj udaljenosti, tada je lik na isto tolikom rastojanju i iste je veliine kao predmet. Ako se predmet pomjera ka soivu, tj. primie ii lik se sve vie udaljava od soiva i postaje sve vei. Ako je predmet izmeu soiva i njegove ie, lik je imaginaran, uspravan i uvean.Jednaina tankog soiva:

Sloena soiva: Sistem od dva tanka soiva razliitih inih daljina koja se nalaze na rastojanju d.

Ukoliko su soiva u kontaktu d=0, imamo optiku mo kombinovanog soiva kao zbir optikih moi pojedinih.

6. Optiki instrumenti.Veina optikih instrumenata nam omoguava da vidimo veoma daleke predmete ili predmete malih dimenzija to je van granica mogunosti ljudskog vida.Lupa-sabirno soivo manje ine daljine -slui za gledanje bliskih predmeta pod veim vidnim uglom. Daje uspravan, imaginaran i uvean lik -uveanje 2-10 puta. gdje je d-daljina jasnog vida, f-ina daljina soiva lupeMikroskop-sainjavaju ga dvije grupe soiva koje imaju ulogu sabirnih soiva (objektiv i okular). Slui za posmatranje sitnih objekata, koji su nevidljivi golim okom. Uveanje zavisi od inih daljina objektiva i okulara i duine tubusa t. Imaginaran lik se formira na daljini jasnog vida d.

d-daljina jasnog vida, t-duina tubusa (rastojanje izmeu soiva), f1 i f2-ine daljine soiva objektiva i okulara.Durbin - Durbini spadaju u teleskopske sisteme koji se koriste za ispitivanje velikih predmeta na velikom rastojanju. I durbin se sastoji iz objektiva (Ob) i okulara (Ok) koji su postavljeni tako da se druga ia objektiva F1' poklapa sa prvom iom okulara F2. Uveanje je jednako fob/fok .

7. Interferencija svjetlosti. Uslovi za konstruktivnu i destruktivnu interferenciju.Interferencija je svojstvo algebarskog sabiranja (pojaavanja ili ponitavanja) dva ili vie vala. Da bi uopte dolo do interferencije, valovi moraju biti koherentni, tj moraju imati: razliku faza koja se ne mijenja u vremenu identine valne duine identine amplitude.Sutina interferencije svjetlosti sastoji se u tome da je intenzitet vala nastalog slaganjem dvaju ili vie valova odreen faznom razlikom tih valova =2-1. Ako je razlika faza konstantna u toku vemena, tada se valovi koji polaze iz izvora S1 i S2 nazivaju koherentnima.=n2s2 n1s1 je optika putna razlika.Optika duina puta se definie kao proizod indeksa prelamanja sredine i geometrijske duine puta.Ako je optika putna razlika jednaka cijelom broju valnih duina u vakuumu:=m (m=0,1,2...) tada je cos=cos2m=1. Ovo je uvjet za interferencioni maksimum.Ovaj sluaj nazivamo konstruktivna interferencija.Ako je optika putna razlika jednaka polovini broja valnih duina u vakuumu:=2m+1)/2 (m=0,1,2...) tada je cos=cos(2m+1)/2=0 Ovo je uvjet za interferencioni minimum.Ovaj sluaj nazivamo destruktivna interferencija.

8. Interferencija svjetlosti na tankim listovima.Optike osobine tankih filmova proistiu iz interferencije i refleksije. Osnovni uvjeti za interferenciju zavise od toga da li je refleksija takva da se javlja fazni pomak od 180. Primjeri su interferencija na nafti, ulju, sapunu...

Newtonovi prstenovi:Fazna razlika je Putna razlika je gdje je R- radijus krivine lee, r- radijus kruga Razlika optikih puteva je Za javit e se maksimumiZa javit e se minimumiOpi izraz svijetlog m-tog prstena :

9. Difrakcija svjetlost. Huygens-Fresnelov princip.Difrakcija odstupanje od pravolinijskog kretanja svjetlosnih valova na granicama neprovidnih prepreka, ili na granicama otvora na neprovidnim zaklonima ije su dimenzije reda veliine valne duine svjetlosti.Difrakcija je ustvari, skretanje vala iza prepreke i njegovo odstupanje od pravolinijskog prostiranja.Intenzitet difrakcije zavisi od dimenzija prepreke i valne duine. Kod zvunih valova, difrakcija je intenzivna i lako uoljiva.Razlikuju se dva sluaja difrakcije:- Fresnelova i- Fraunhofferova difrakcija.Fresnelova difrakcija - kada se svjetlosni izvor i zaklon nalaze na konanom rastojanju od prepreke. Zrake koje stiu do zaklona nisu paralelne i za promatranje slike difrakcije nisu potrebni optiki instrumenti.Fraunhofferova difrakcija - difrakcija paralelnih zraka i nastaje kada su svjetlosni izvor i zaklon beskonano udaljeni od prepreke na kojoj nastaje difrakcija. Za promatranje Fraunhofferove difrakcije potreban je optiki sistem. Huygens-Fresnelov princip Svaka taka do koje dolazi valno kretanje