1

Vježba 7 odgovori

1 Navedite osnovne zakone geometrijske optike i ukratko ih opišite Osnovni zakoni geometrijske optike koji opisuju svojstva svjetlosti su

1 zakon pravocrtnog širenja svjetlosti

Svjetlost se širi pravocrtno u homogenom izotropnom i prozirnom sredstvu a posljedica toga je sjena

2 zakon neovisnosti svjetlosnih snopova

Ako dva svj snopa nisu koherentna (dolaze iz različitih izvora) neovisno prelaze

jedan kroz drugi 3 zakon refleksije

Svjetlost se reflektira od uglačanih površina tako da upadna i reflektirana zraka

leže pod istim kutem od okomice na površinu pri čemu je upadni kut jednak kutu refleksije

4 zakon lomarefrakcije

Pri prijelazu iz jednog optičkog sredstva u drugo zraka svjetlosti mijenja pravac širenja ona se lomi Ako ide iz optički rijeđeg u optičko gušće sredstvo lomi se k

okomici ako ide obrnuto lomi se od okomice

Snellov zakon opisuje lom svjetlosti na dioptru između dva optička sredstva

2 Pokažite dvostruki lom na planparalelnoj ploči i izvedite izraz za

paralelni pomak δ lomljene zrake

cosβ = dx sin(α ndash β) = δx

2

IZVOD

cosβ sin(α ndash β) = dx δx lt-- dvojni razlomak

cosβ sin(α ndash β) = dδ

δ = dsin(α ndash β)cosβ

3 Definirajte apsolutni i relativni indeks loma a) preko Snellovog zakona

b) uz omjere brzina svjetlosti

Objasnite što znači da je relativni indeks loma veći od jedan ili manji od jedan (fizikalno značenje indeksa loma)

a) Snellov zakon opisuje omjer sinusa upadnog kuta i sinusa lomljenog kuta koji je konstanta za bilo koja dva sredstva To je relativni indeks loma koji

opisuje lom svjetlosti između dva sredstva od kojih ni jedno nije zrakvakuum

(n=1) Relativni indeks loma je omjer apsolutng indeksa loma sredstva iz kojeg

zraka izlazi i apsolutnog indeksa loma sredstva u koji zraka ulazi sinαsinβ = n2n1 = nr = konstanta n2n1 = nr

b) omjeri brzina svjetlosti

sinαsinβ = n2n1 = cv2 divide cv1 (dvojni razlomak) = v1 v2

sinαsinβ = v1 v2

Relativni indeks loma postaje apsolutni u slučaju da je prvo sredstvo

zrakvakuum (sredstvo iz kojeg zrake dolaze) n1=nzrak=1 pa je nr = n2n1 = nsredstvonzrak = nsredstvo1 = nsredstvo = napsolutni= n

Indeks loma ovisi o optičkom sredstvu i kaže kako se mijenja brzina svjetlosti pri

prolasku iz jednog optičkog sredstva u drugo

Kad je relativni indeks loma veći od 1 (nr gt1) svjetlost prolazi iz optičko rijeđeg u

optički gušće sredstvo jer je tada v1gtv2 n1ltn2

Kada je relativni indeks loma manji od 1 (nr lt1) tada svjetlost prolazi iz optički gušćeg u optičko rijeđe sredstvo jer je tada v1ltv2 n1gtn2

4 Ako se svjetlost promatra kao elektromagnetski val a) kako su

povezane veličine kojima se val opisuje b) koja od njegovih

karakterističnih veličina (svojstava) ostaje konstantna pri prijelazu iz jednog optičkog sredstva u drugo a koje se mijenjaju i kako

Svjetlost kao elektromagnetski val opisuju veličine ndash brzina širenja v valna

duljina λ i frekvencija f ili ν

a) Veza između te tri karakteristične veličine dana je izrazom v = λ ν b) Kad svjetlost prolazi iz jednog optičkog sredstva u drugo mijenja joj se brzina

širenja v i valna duljina λ dok frekvencija ostaje konstantna Ako je brzina

širenja veća tj ako se sredstvo nalazi u sredstvu malog indeksa loma valna duljina se povećala a ako je brzina širenja mala u gušćem optčkom sredstvu

valna duljina svjetlosti se smanjuje

3

5 Pod kojim uvjetima vrijedi relacija n x n = 1 za planparalelnu ploču i

pokažite crtežom

Kada zraka pada okomito na p-plocu tada nema loma

n = sinα sinβ n = sinα sinβ

α = β β = α

n = sinβ sinα sinβ = n ∙ sinα

n = sinα n ∙ sinα

n ∙ n = 1

6 Da li se relativni indeks loma za dva sredstva mijenja ako među njih stavimo treće sredstvo Pokažite to matematički

Kada stavimo trece sredstvo relativni indeks loma se NE mijenja i ovako

glasi nr= n2n3 x n3n1 = n2n1

7 Objasnite fizikalni smisao činjenice da je omjer sin u sin l jednak

omjeru brzina svjetlosti u dva medija (Fermatov princip)

4

8 Da li predmet pod vodom izgleda dublje ili pliće s obzirom na površinu nego što uistinu jest Objasnite svoj odgovor skicom

Predmet pod vodom izgleda pliće s obzirom na površinu nego što uistinu jest jer

mi gledajući predmet u vodi vidimo njegovu imaginarnu sliku koja nastaje na

mjestu sjecišta imaginarnih zraka nakon loma svjetlosnih zraka Pošto je voda opticki gušće sredstvo od zraka znaci da se prilikom izlaska iz vode zraka lomi od

okomice sto znaci da cemo dobiti veci kut odnosno predmet izgleda vece zato

se doima pliće

5

9 Pokažite preslikavanje realnog predmeta na PP-ploči pomoću

karakterističnih zraka Kakva slika nastaje

Slika koja nastaje nakon preslikavanja predmeta na PP ploči je imaginarna jer nastaje na mjestu gdje se sjeku imaginarne zrake nakon loma svjetlostnih zraka

Ona je uspravna i iste veličine samo je pomaknuta

10 Pokažite gdje nastaje slika u odnosu na predmet kod staklene PP-

ploče koja se nalazi u zraku

a) skicom b) pomoću zakona loma za ravni dioptar

Isto ko i za 9 zadatak

2

IZVOD

cosβ sin(α ndash β) = dx δx lt-- dvojni razlomak

cosβ sin(α ndash β) = dδ

δ = dsin(α ndash β)cosβ

3 Definirajte apsolutni i relativni indeks loma a) preko Snellovog zakona

b) uz omjere brzina svjetlosti

Objasnite što znači da je relativni indeks loma veći od jedan ili manji od jedan (fizikalno značenje indeksa loma)

a) Snellov zakon opisuje omjer sinusa upadnog kuta i sinusa lomljenog kuta koji je konstanta za bilo koja dva sredstva To je relativni indeks loma koji

opisuje lom svjetlosti između dva sredstva od kojih ni jedno nije zrakvakuum

(n=1) Relativni indeks loma je omjer apsolutng indeksa loma sredstva iz kojeg

zraka izlazi i apsolutnog indeksa loma sredstva u koji zraka ulazi sinαsinβ = n2n1 = nr = konstanta n2n1 = nr

b) omjeri brzina svjetlosti

sinαsinβ = n2n1 = cv2 divide cv1 (dvojni razlomak) = v1 v2

sinαsinβ = v1 v2

Relativni indeks loma postaje apsolutni u slučaju da je prvo sredstvo

zrakvakuum (sredstvo iz kojeg zrake dolaze) n1=nzrak=1 pa je nr = n2n1 = nsredstvonzrak = nsredstvo1 = nsredstvo = napsolutni= n

Indeks loma ovisi o optičkom sredstvu i kaže kako se mijenja brzina svjetlosti pri

prolasku iz jednog optičkog sredstva u drugo

Kad je relativni indeks loma veći od 1 (nr gt1) svjetlost prolazi iz optičko rijeđeg u

optički gušće sredstvo jer je tada v1gtv2 n1ltn2

Kada je relativni indeks loma manji od 1 (nr lt1) tada svjetlost prolazi iz optički gušćeg u optičko rijeđe sredstvo jer je tada v1ltv2 n1gtn2

4 Ako se svjetlost promatra kao elektromagnetski val a) kako su

povezane veličine kojima se val opisuje b) koja od njegovih

karakterističnih veličina (svojstava) ostaje konstantna pri prijelazu iz jednog optičkog sredstva u drugo a koje se mijenjaju i kako

Svjetlost kao elektromagnetski val opisuju veličine ndash brzina širenja v valna

duljina λ i frekvencija f ili ν

a) Veza između te tri karakteristične veličine dana je izrazom v = λ ν b) Kad svjetlost prolazi iz jednog optičkog sredstva u drugo mijenja joj se brzina

širenja v i valna duljina λ dok frekvencija ostaje konstantna Ako je brzina

širenja veća tj ako se sredstvo nalazi u sredstvu malog indeksa loma valna duljina se povećala a ako je brzina širenja mala u gušćem optčkom sredstvu

valna duljina svjetlosti se smanjuje

3

5 Pod kojim uvjetima vrijedi relacija n x n = 1 za planparalelnu ploču i

pokažite crtežom

Kada zraka pada okomito na p-plocu tada nema loma

n = sinα sinβ n = sinα sinβ

α = β β = α

n = sinβ sinα sinβ = n ∙ sinα

n = sinα n ∙ sinα

n ∙ n = 1

6 Da li se relativni indeks loma za dva sredstva mijenja ako među njih stavimo treće sredstvo Pokažite to matematički

Kada stavimo trece sredstvo relativni indeks loma se NE mijenja i ovako

glasi nr= n2n3 x n3n1 = n2n1

7 Objasnite fizikalni smisao činjenice da je omjer sin u sin l jednak

omjeru brzina svjetlosti u dva medija (Fermatov princip)

4

8 Da li predmet pod vodom izgleda dublje ili pliće s obzirom na površinu nego što uistinu jest Objasnite svoj odgovor skicom

Predmet pod vodom izgleda pliće s obzirom na površinu nego što uistinu jest jer

mi gledajući predmet u vodi vidimo njegovu imaginarnu sliku koja nastaje na

mjestu sjecišta imaginarnih zraka nakon loma svjetlosnih zraka Pošto je voda opticki gušće sredstvo od zraka znaci da se prilikom izlaska iz vode zraka lomi od

okomice sto znaci da cemo dobiti veci kut odnosno predmet izgleda vece zato

se doima pliće

5

9 Pokažite preslikavanje realnog predmeta na PP-ploči pomoću

karakterističnih zraka Kakva slika nastaje

Slika koja nastaje nakon preslikavanja predmeta na PP ploči je imaginarna jer nastaje na mjestu gdje se sjeku imaginarne zrake nakon loma svjetlostnih zraka

Ona je uspravna i iste veličine samo je pomaknuta

10 Pokažite gdje nastaje slika u odnosu na predmet kod staklene PP-

ploče koja se nalazi u zraku

a) skicom b) pomoću zakona loma za ravni dioptar

Isto ko i za 9 zadatak

3

5 Pod kojim uvjetima vrijedi relacija n x n = 1 za planparalelnu ploču i

pokažite crtežom

Kada zraka pada okomito na p-plocu tada nema loma

n = sinα sinβ n = sinα sinβ

α = β β = α

n = sinβ sinα sinβ = n ∙ sinα

n = sinα n ∙ sinα

n ∙ n = 1

6 Da li se relativni indeks loma za dva sredstva mijenja ako među njih stavimo treće sredstvo Pokažite to matematički

Kada stavimo trece sredstvo relativni indeks loma se NE mijenja i ovako

glasi nr= n2n3 x n3n1 = n2n1

7 Objasnite fizikalni smisao činjenice da je omjer sin u sin l jednak

omjeru brzina svjetlosti u dva medija (Fermatov princip)

4

8 Da li predmet pod vodom izgleda dublje ili pliće s obzirom na površinu nego što uistinu jest Objasnite svoj odgovor skicom

Predmet pod vodom izgleda pliće s obzirom na površinu nego što uistinu jest jer

mi gledajući predmet u vodi vidimo njegovu imaginarnu sliku koja nastaje na

mjestu sjecišta imaginarnih zraka nakon loma svjetlosnih zraka Pošto je voda opticki gušće sredstvo od zraka znaci da se prilikom izlaska iz vode zraka lomi od

okomice sto znaci da cemo dobiti veci kut odnosno predmet izgleda vece zato

se doima pliće

5

9 Pokažite preslikavanje realnog predmeta na PP-ploči pomoću

karakterističnih zraka Kakva slika nastaje

Slika koja nastaje nakon preslikavanja predmeta na PP ploči je imaginarna jer nastaje na mjestu gdje se sjeku imaginarne zrake nakon loma svjetlostnih zraka

Ona je uspravna i iste veličine samo je pomaknuta

10 Pokažite gdje nastaje slika u odnosu na predmet kod staklene PP-

ploče koja se nalazi u zraku

a) skicom b) pomoću zakona loma za ravni dioptar

Isto ko i za 9 zadatak

4

8 Da li predmet pod vodom izgleda dublje ili pliće s obzirom na površinu nego što uistinu jest Objasnite svoj odgovor skicom

Predmet pod vodom izgleda pliće s obzirom na površinu nego što uistinu jest jer

mi gledajući predmet u vodi vidimo njegovu imaginarnu sliku koja nastaje na

mjestu sjecišta imaginarnih zraka nakon loma svjetlosnih zraka Pošto je voda opticki gušće sredstvo od zraka znaci da se prilikom izlaska iz vode zraka lomi od

okomice sto znaci da cemo dobiti veci kut odnosno predmet izgleda vece zato

se doima pliće

5

9 Pokažite preslikavanje realnog predmeta na PP-ploči pomoću

karakterističnih zraka Kakva slika nastaje

Slika koja nastaje nakon preslikavanja predmeta na PP ploči je imaginarna jer nastaje na mjestu gdje se sjeku imaginarne zrake nakon loma svjetlostnih zraka

Ona je uspravna i iste veličine samo je pomaknuta

10 Pokažite gdje nastaje slika u odnosu na predmet kod staklene PP-

ploče koja se nalazi u zraku

a) skicom b) pomoću zakona loma za ravni dioptar

Isto ko i za 9 zadatak

5

9 Pokažite preslikavanje realnog predmeta na PP-ploči pomoću

karakterističnih zraka Kakva slika nastaje

Slika koja nastaje nakon preslikavanja predmeta na PP ploči je imaginarna jer nastaje na mjestu gdje se sjeku imaginarne zrake nakon loma svjetlostnih zraka

Ona je uspravna i iste veličine samo je pomaknuta

10 Pokažite gdje nastaje slika u odnosu na predmet kod staklene PP-

ploče koja se nalazi u zraku

a) skicom b) pomoću zakona loma za ravni dioptar

Isto ko i za 9 zadatak