Fizjoterapia W4 światło i dźwięk.pdf

(842 KB) Pobierz
1930919 UNPDF
Fizjoterapia W4: światło i dźwięk
Oddziaływanie światła z materią
Światło oddziałujące z materią może być rozpraszane albo pochłaniane.
Rozpraszanie światła (zmiana kierunku rozchodzenia się fali) zachodzić
może bez zmiany częstotliwości lub ze zmianą częstotliwości fali.
Rozproszenie bez zmiany częstotliwości fali opisane zostało przez Ray-
leigha. Dochodzi do niego wówczas, gdy fala rozpraszana powoduje
drgania momentu dipolowego cząsteczki rozpraszającej, co jest przy-
czyną powstawania nowej fali o częstotliwości jednakowej jak fali rozpra-
szanej. Rozpraszanie typu Rayleigha występuje dla cząsteczek o roz-
miarach nie większych niż 1/10 długości rozpraszanej fali. Rozpraszanie
typu Rayleigha nazywamy sprężystym bowiem energie kwantów padają-
cego i rozproszonego są jednakowe.
8
4
N
2
I
I
(
cos
)
0
4
R
2
Natężenie fali rozproszonej zależy od ilości cząsteczek rozpraszających
(N) ich polaryzowalności (
), odległości od centrum rozpraszającego (R),
). Silna zależność natężenia fali
rozproszonej od jej długości powoduje, że znacznie większe natężenia
mają rozproszone fale o małej długości – w spektrum fal widzialnych
niebieskie. Dlatego przy świetle słonecznym obserwujemy niebieskie za-
barwienie nieba.
) oraz kąta obserwacji (
Jeśli energia kwantu jest wystarczająco duża aby wzbudzić przejście
cząsteczki ze stanu podstawowego do wzbudzonego to kwant promie-
niowania jest pochłaniany (absorbowany). Pochłaniane będą tylko te
kwanty, których energia jest równa energii przejścia pomiędzy dozwolo-
nymi stanami energetycznymi cząsteczki.
W odróżnieniu od pojedynczych atomów (posiadających pojedyncze do-
zwolone stany energetyczne elektronowe) energie dozwolone cząsteczki
układają się w pasma. Istnienie pasm wynika z tego, że oprócz stanów
długości fali (
1930919.017.png 1930919.018.png 1930919.019.png
Fizjoterapia W4: światło i dźwięk
elektronowych w cząsteczkach występują również stany oscylacyjne i
rotacyjne.
Energia cząsteczki (E c ) składa się zatem z energii stanów elektronowych
(E e ), oscylacyjnych (E o ) i rotacyjnych (E r ).
E
c
E
e
E
o
E
r
Procesy zachodzące po absorpcji światła przez cząsteczkę opisuje
schematycznie diagram Jabłońskiego . Oznaczenia na rysunku: KW –
konwersja wewnętrzna, PI – przejście interkombinacyjne, Fl – fluore-
scencja, Fo – fosforescencja, S – stany singletowe, T – stany tripletowe.
Fluorescencja : promieniowanie towarzyszące przejściu pomiędzy sta-
nami singletowymi, charakteryzuje się krótkim czasem wzbudzenia (10 -9
– 10 -7 s).
1930919.020.png 1930919.001.png 1930919.002.png
Fizjoterapia W4: światło i dźwięk
Fosforescencja : promieniowanie towarzyszące przejściu pomiędzy sta-
nami tripletowymi, charakteryzuje się długim czasem wzbudzenia (10 -3 –
1 s).
Fluorescencja opóźniona : promieniowanie powstające po przejściu
cząsteczki do stanu tripletowego i powrocie do stanu singletowego. Jest
to zatem przejście pomiędzy stanami singletowymi charakteryzujące się
długim czasem wzbudzenia.
Ponieważ nie cała zaabsorbowana energia jest wypromieniowywana
(część oddawana jest przez procesy bezpromieniste), to widmo emisyjne
danej substancji jest przesunięte w stronę fal długich w stosunku do
widma absorpcyjnego.
Reguła Stokesa:
Układy optyczne
Odbicie i załamanie światła:
kąt odbicia jest taki sam jak kąt padania,
stosunek sinusów kątów padania i załamania jest równy stosunkowi
prędkości fali w obu ośrodkach.
sin
v
1
n
2
sin
v
2
n
1
1930919.003.png 1930919.004.png 1930919.005.png 1930919.006.png
Fizjoterapia W4: światło i dźwięk
Soczewka gruba: precyzyjne określenie położenia środka soczewki nie
jest możliwe.
Płaszczyzna główna przedmiotowa : zbiór punktów w których przecina-
ją się przedłużenia promieni padających równolegle do osi optycznej z
przedłużeniami odpowiednich promieni załamanych.
Płaszczyzna główna obrazowa: zbiór punktów w których przecinają się
przedłużenia promieni załamanych z przedłużeniami odpowiednich pro-
mieni padających równolegle do osi optycznej.
Punkty przecięcia płaszczyzn głównych z osią optyczną nazywamy
punktami głównymi układu optycznego.
Punkty węzłowe : jeśli promień przechodzący przez punkt węzłowy
przedmiotowy jest nachylony pod pewnym kątem do osi optycznej to
promień przechodzący przez punkt węzłowy obrazowy jest nachylony do
osi pod tym samym kątem. Jeśli środowiska po obu stronach soczewki
mają takie same współczynniki załamania to punkty węzłowe pokrywają
się z głównymi.
1
( )
1
1
l
(
n
1
2
n
1
f
r
r
r
r
n
2
1
2
1930919.007.png 1930919.008.png 1930919.009.png 1930919.010.png 1930919.011.png 1930919.012.png
Fizjoterapia W4: światło i dźwięk
Równanie soczewkowe:
1
1
1
f
x
y
Zdolność skupiająca soczewki : odwrotność ogniskowej. Jednostką
zdolności skupiającej jest dioptria [D = m -1 ]
Wady soczewek:
aberracja sferyczna
aberracja chromatyczna
astygmatyzm (soczewka ma różne zdolności skupiające w różnych
płaszczyznach).
Budowa oka
1930919.013.png 1930919.014.png 1930919.015.png 1930919.016.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin