Az emberi szem működése. (nem csak fizika…) Az égitestek fényképe fényes körlap:

1. Az emberi szem működése. (nem csak fizika…) Az égitestek fényképe fényes körlap: miért látunk mégis csillagokat? Lehet, hogy egy fekete-fehér mintázatú korong színesneklátszik? Melyik vonal hoszabb: jó a szemmértéked? Lehet hogy egy közönséges falikép hirtelen mozogni kezd? Tények, kísérletek és érdekességek a szem működésével kapcsolatban.

3. A látás alapja a fény érzékelése. • Mi a fény? Milyen tulajdonságai vannak ? Hogyan keletkezik ? hogyan terjed ? • Hogyan nyelődik el ? Hogyan lép kölcsönhatásba biológiai anyagokkal ? • A látásaz információszerzés fontos eszöze. • A látás, mint fizikai, biofizikai és pszichológiai folyamat. • Csak az hiszem, amit látok ! Valóban hihetünk a szemünknek ?

4. A fény és az ember ELSŐ RÉSZ

5. olyan sugárzás, • A fény olyan sugárzás, amely fényérzetet kelt Mi a fény? A fény sugárzás Emellett kémiai változást okoz egy fényképlemezen, működésbe hozza a fotocellát, hõhatása érzékeny hőmérőkkel kimutatható.

6. A fény keletkezése és elnyelődése: (egy kis atomfizika) az atomban lévő elektron energiája nem lehet akármekkora:csak „megengedett” energiaértéket vehet fel. (Bohr I. posztulátuma)

7. A második gerjesztett állapot és energiája Az első gerjesztett állapot és energiája Az alapállapot és energiája E 0,1 nm (egy kis atomfizika) A legegyszerűbb atom, a hidrogén, amely egy protonból és egyetlen elektronból áll További gerjesztett állapotok energiái ( 1 nm a mm ezredrészének milliomodrésze)

8. Elektronállapot-változás (DE):csak „megengedett” állapotok között jön létre • (Bohr II. posztulátuma) • Fényelnyelés, fénykibocsátás: • a fény az energiát az atomban alapállapotban lévő elektronnak adja. • Az elektron energiája megnő (gerjesztettállapot). • Ez az állapot instabil, az elektron gyorsan újra alapállapotba kerül és az energiakülönbséget • fény formájában kibocsátja. • A fény tehát az atomokkal történő kölcsönhatásban keletkezik és nyelődik el

9. Ibolya kék zöld sárga narancs vörös h = 6,6.10-34 Js c = 3,108 m/s l nm 410 434 486 656 (Balmer, 1885) A HIDROGÉNSPEKTRUM

10. Gerjesztett állapot energiája E2 Energia-különbség DE = E2 - E1 Alapállapotú atom Alapállapotú atom Alapállapot energiája E1 A sugárzás kvantum természete: a foton „hullámcsomag”, E = hf hf=DE (magasabb energiaállapotú) Gerjesztett atom

11. Összefoglalva: Az ionizáció tartománya 0 eV : A szabad elektron energiája 0,02 0,03 0,045 0,061 0,086 aJ 0,14 aJ 0,24 aJ 0,54 aJ 3,375 eV 2,176 aJ 13,6 eV negyedik gerjesztett állapot 0,85 eV harmadik gerjesztett állapot 1,51 eV Második gerjesztett állapot Az ionizációhoz szükséges energia 2,1760 aJ = 13,6 eV DE=0,3 aJ l =656 nm 3,4 eV Első gerjesztett állapot DE=1,63 aJ = 10,2 eV alapállapot 13,6 eV aJ: attojoule 1 aJ = 10-18 J Energia, aJ 1 eV = 0,16 aJ

12. A fény hullámtermészetének (1690, Huygens) bizonyítéka a fényelhajlás és az interferencia (Young, 1801)

13. Jobboldali rés nyitva napfény Kísérleti észlelet Szűk rések baloldali rés nyitva Kísérleti észlelet mindkét rés nyitva Várható észlelet: Észlelő ernyő Hullámelmélet szerint Részecskeelmélet szerint Az ernyőn megjelenő mintázat A kísérlet eredménye Young kettős-rés kísérlete

14. Elektromos térerőség x Elemi hullám: síkbeli rezgés Valódi fénysugár: sok elemi hullám, különböző síkokban rezegnek. Polarizáció: kiválaszjuk a párhuzamos síkokban rezgő elemi hullámokat. Mágneses indukcióvektor

15. Kísérlet: Rácsok, lézer: elhajlás és interferencia katedrálüveg, lézer: fénytörés és interferencia

16. Kísérlet. Polarizáció: a fény transzverzális hullám.

17. Eel - + V - + n Eki A fény kettős természetű: hullám és részecske (foton) Hallwachs fedezte fel a fotoeffektust: fény hatására (például fémfelületről) elektronok szabadulnak fel. Einstein értelmezte a kísérleti eredményt: a fény fotontermészetű (is). nküszöb

18. Zn-lemez UV-lámpa Ellen-elektróda áramforrás

19. Rádióhullámok Fény Ionizáló sugárzások A látható fény tehát hullám: elektromágneses hullám. De nincs egyedül:

21. Fénytörés Teljes visszaverődés

22. DÉLIBÁB TELJES VISSZAVERŐDÉS VÍZFELSZÍNEN FÉNYVEZETŐ VÍZSUGÁR TELJES VISSZAVERŐDÉS FORRÓ LEVEGŐRÉTEGEN

23. Kísérlet: A fényvezető működése (teljes visszaverődés)

24. Mi a leképezés?

25. P4’ P1 P3’ P2 P2’ P3 P1’ P4 Egy kis matematika… A tér transzformációja vagy leképezése egy halmaz minden egyes P pontjához a tér egy másik P’ pontját rendeli hozzá. A P’ pontot a P pont képének nevezzük…

26. Tükröző gömbfelület A szabályos sima felületeken létrejövő fényvisszaverődés leképezést hozhat létre: egyik legegyszerűbb transzformáció (leképezés) a tükrözés. fókusz Geometriai középpont P tárgy-pont P’ kép-pont Valamely P ponton átmenő fénysugarak a visszaverődés után egyetlen P’ ponton mennnek át, vagyis egy-egyértelmű transzformáció (leképezés) keletkezik. Ezátal a gömbtükör a tárgy képét hozza létre, ami ernyőn (vetítővásznon) felfogható.

27. Példák a leképezésre: Camera obscura Rajzolás

28. Optikai lencse FÓKUSZTÁVOLSÁG, f FÓKUSZ(PONT) 1 - = 1 D(m ) f(m) 1 = = pl. a 25 cm 0,25 m fókusztávo lságú lencse 4 dioptriás 0,25 A dioptria a lencse „erősségének” (törőerejének) a mértéke. [A dioptria lehet pozitív (gyüjtőlencse) vagy negatív (szórólencse).]

29. TÁRGY KÉP Leképezés optikai lencsével Valódi kép keletkezése

30. F f F f Optikai lencse: HOGYAN MŰKÖDIK A FÉNYKÉPEZŐGÉP?

31. VÉGE AZ ELSŐ RÉSZNEK .