Optyka

Optyka to nauka o świetle i jego oddziaływaniu z materią, obejmująca swoim obszarem zainteresowań światło widzialne, nadfiolet, miękkie promienie rentgenowskie, podczerwień i fale radiowe do około milimetra długości.

W zakresie zainteresowań optyki leży badanie rozchodzenia się promieni światła w różnych ośrodkach, zjawisko emisji oraz absorpcji światła, proces widzenia, konstruowanie optycznych przyrządów, źródeł światła.

Dział ten dzielimy na optykę fizyczną (falową oraz kwantową), geometryczną, instrumentalną, fizjologiczną, a także inne działy.

Optyka geometryczna

Optyka geometryczna to dziedzina optyki, która zakłada przybliżenie, że długość fali światła jest bliska zeru, dzięki czemu możemy badać światło rozchodzące sie po liniach prostych, zwanych promieniami świetlnymi. Uproszczenie to daje często bardzo prosty opis wielu zjawisk fizycznych, które w optyce falowej mają skomplikowany obraz. Optyka geometryczna sprawdza się świetnie w optyce instrumentalnej.

Podstawowe pojęcia

Prawo odbicia i załamania światła
Symulacja zachowania się promieni światła na granicy dwóch ośrodków optycznych.

Obraz rzeczywisty i pozorny
Czym się różni obraz rzeczywisty od pozornego?.

Zwierciadło
Symulacja tworzenia obrazu w zwierciadle płaskim.

Zwierciadło wklęsłe
Co to jest zwierciadło wklęsłe?

Zwierciadło wypukłe
Co to jest zwierciadło wypukłe?

Równanie zwierciadła
Równanie zwierciadła i powiększenie obrazu.

Pryzmat
Co to jest pryzmat. Na czym polega dystorsja, rozszczepienie światła białego?

Kąt widzenia
Co to jest kąt widzenia?

Soczewki
Rodzaje soczewek.

Równanie soczewki
Konstrukcje obrazów w soczewkach.

Zdolność skupiająca
Co to jest dioptria?

SPIS TREŚCI

Przyrządy optyczne

Przyrządy optyczne to instrumenty służące do zmiany biegu promieni światlnych. Przyrządy optyczne mogą służyć do różnych celów, w tym obserwacji obiektów zbyt małych, trudno rozpoznawalnych za pomocą nieuzbrojonego ludzkiego oka, obserwacji obiektów zasłoniętych lub ekspozycji obrazów lub korekty wad wzroku.

Lupa
Co to jest lupa, jak obliczyć powiększenie, jak przebiegają promienie w lupie?

Mikroskop
Co to jest mikroskop, jakie są rodzaje mikroskopów? Jak przebiegają promienie w mikroskopie?

Luneta
Co to jest luneta, refraktor? Jakie są rodzaje refraktorów? Jak przebiegają promienie w lunecie?

SPIS TREŚCI

Wady układów optycznych

Wady układów optycznych, czyli tak zwane aberracje, to zespół zjawisk, które zniekształcają i psują ostrość obrazów. W idealnych przypadkach promienie światła po przejściu przez układ optyczny (zespół soczewek, zwierciadeł) skupiają się w jednym miejscu i powodują powstanie idealnie ostrego obrazu. Obraz taki, a w zasadzie odwzorowanie przedmiotu to tak zwane odwzorowanie stygmatyczne. W rzeczywistości wszystkie obrazy są w większym lub mniejszym stopniu astygmatyczne.

Aberracja chromatyczna
Co jest przyczyną powstawania rozmazanych barwnie obrazów?

Aberracja sferyczna
Co jest przyczyną powstawania rozmazanych obrazów?

Dystorsja
Na czym polega dystorsja?

Koma
Co to jest koma?

Astygmatyzm
Co to jest astygmatyzm?

SPIS TREŚCI

Optyka falowa

Optyka falowa zajmuje się zjawiskami związanymi ze światłem, które można wyjaśnić wyłacznie w oparciu o falową teorię światła.

Interferencja światła
Opis doświadczenia Younga.

Dyfrakcja światła
Dyfrakcja światła na szczelinie.

Siatka dyfrakcyjna
Rodzaje siatek dyfrakcyjnych.

Polaryzacja światła
Co to jest światło spolaryzowane. Prawo Malusa. Kąt Brewstera.

SPIS TREŚCI

Rodzaje promieniowania

Fale elektromagnetyczne
Wytwarzanie i własności fal elektromagnetycznych.

Widmo fal elektro-magnetycznych
Rodzaje promieniowania elektromagnetycznego.

Fale radiowe
Opis fal radiowych, źródeł wytwarzania i zastosowanie.

Mikrofale
Mikrofalowy zakres promieniowania elektromagnetycznego.

Podczerwień
Promieniowanie podczerwone.

Światło widzialne
Promieniowanie widzialne.

Ultrafiolet
Opis promieniowania nadfioletowego.

Promienie Roentgena
Opis promieniowania rentgenowskiego.

Promienie gamma
Opis promieniowania gamma.

SPIS TREŚCI

Dlaczego niebo jest niebieskie?

Skoro Słońce jest żółte a kosmos czarny, to dlaczego niebo jest niebieskie za dnia? Czy to kwestia zanieczyszczenia powietrza?

Czy można spowolnić fotony?

Fotony są składnikiem światła. Wiemy że poruszają się ze stałą prędkością światła, która jest uniwersalną stałą fizyczną. Czy istnieje możliwość spowolnienia fotonów?