Hullámjelenségek: • a fény sebessége • polarizáció • kettıstörés • diszperzió • interferencia • elhajlás
Seres István
5
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
A fény terjedési sebessége c = 299 792,5 ± 0,3 km/s Mérése: • Römer • Bradley • Fizeau • Foucault • Michelson
Seres István
6
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
A fény terjedési sebessége Römer (1675) Hold két eltőnése közötti idıtartamokat mérte: ABC íven (fél év alatt) kb. 1000 s volt az együttes késés (CDA íven ugyanennyi együttes „sietés”) Probléma: a Föld-Nap távolságot pontosan kell ismerni
Seres István
7
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
A fény terjedési sebessége Bradley (1728) Föld pályasíkjára merıleges irányú állócsillagok
L
L = ct, x= vt Ahol v ~ 30 km/s a Föld sebessége
v x tgα = = c L Seres István
távcsı
x
(2α mérhetı – téli,nyári kép) 8
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
A fény terjedési sebessége Fizeau (1849) Gyorsan forgó fogaskerekeken a fény bizonyos fordulatszám esetén nem jut át, mivel a véges terjedési idı alatt a fogaskerék foga elfordul. Probléma: a fordulatszám stabil értéken tartása és pontos mérése http://www.tiszaparti-szolnok.sulinet.hu/Sulinetverseny/12b2001/Uses/Feny/Fenysebesseg_meresi_modszerei.htm
Seres István
9
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
A fény terjedési sebessége Foucault (1862) Gyorsan forgó tükörrıl a fény a véges terjedési sebesség miatt más irányban verıdik vissza 0,5 %-os pontosság, c ~ 298 000 km/s http://www.tiszaparti-szolnok.sulinet.hu/Sulinetverseny/12b2001/Uses/Feny/Fenysebesseg_meresi_modszerei.htm
Seres István
10
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
A fény terjedési sebessége Michelson (1926) A forgótükrös és a fogaskerekes módszer egyesítése: 8 oldalú szabályos hasáb forgótükör a tükör fordulatszámát szabályozzák, hogy a kép változatlan maradjon. Pontosság: c ~ 299 796 ± 4 km/s http://www.tiszaparti-szolnok.sulinet.hu/Sulinetverseny/12b2001/Uses/Feny/Fenysebesseg_meresi_modszerei.htm
Seres István
11
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
A fény terjedési sebessége Michelson A fény terjedési sebessége minden koordinátarendszerben azonos! (speciális relativitáselmélet)
Seres István
v1 + v 2 v rel = v1v 2 1+ 2 c 12
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
Polarizáció: Csak transzverzális hullám esetén tapasztalható
Lineárisan polarizált hullámban a rezgési sík csak egy adott síkkal párhuzamos lehet Seres István
13
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
Polarizáció: A fény: transzverzális (polarizálható) elektromágneses hullám
Polárszőrı: a haladási irányra merıleges rezgésirányt korlátozza egy adott iránnyal párhuzamos irányra
Seres István
14
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
Polarizáció: A fény: transzverzális (polarizálható) elektromágneses hullám Polárszőrık
párhuzamos és keresztezett állásban Seres István
15
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
Polarizáció: A felületrıl visszavert fény sokszor polarizált Brewster szög αα β
sin α sin α = = tgα = n sin β cos α Seres István
16
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
Polarizáció: A felületrıl visszavert fény sokszor polarizált Ugyanarról a kirakatról polárszőrı nélkül és polárszőrıvel készített kép
http://www.mozaik.info.hu/mozaweb/Feny/p241.htm
Seres István
17
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
Polarizáció: A felületrıl visszavert fény sokszor polarizált Ugyanarról a tárgyról polárszőrı nélkül és polárszőrıvel készített kép
Seres István
18
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
Polarizáció: A felületrıl visszavert fény sokszor polarizált Ugyanarról a tárgyról polárszőrı nélkül és polárszőrıvel készített kép
Seres István
19
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
Polarizáció: A felületrıl visszavert fény sokszor polarizált Ugyanarról a témáról polárszőrı nélkül és polárszőrıvel készített kép
http://www.polarization.com/water/water.html
Seres István
20
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
Polarizáció: A felületrıl visszavert fény sokszor polarizált Ugyanarról a témáról forgatott polárszőrıvel készített videó (külön letölthetı)
Polarizáció: Kettıs törés kristály nem izotróp: nem azonos a terjedési sebesség (törésmutató) különbözı irányokban Pl. mészpát •Ordinális (rendes sugár) • Extraordinális (rendellenes) sugár http://www.mozaik.info.hu/mozaweb/Feny/p241.htm
Seres István
24
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
Polarizáció: Kettıs törés kristály nem izotróp: nem azonos a terjedési sebesség (törésmutató) különbözı irányokban Pl. mészpát no neo •Ordinális (rendes sugár) • Extraordinális (rendellenes) sugár
Seres István
SiO2
kvarc
1,544 1,553
TiO2
rutil
2,616 2,903
ZnSiO4
cirkon
1,923 1,968
H 2O
jég
1,309 1,310
25
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
Polarizáció: Kettıs törés kalcit Nicol prizma kalcitból (az egyik sugár a belsı határfelületen teljes visszaverıdést szenved) A kijövı fény lineárisan poláros Alkalmazás: mechanikai feszültség vizsgálat
Seres István
26
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Hullámoptika
Polarizáció: Kettıs törés kísérlet mőanyag vonalzóval és polárszőrıvel
