Ogib - Difrakcija Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

Christian Huygens (1629–1695) 1678. dovršena rasprava o svjetlosti – prvi znanstveni rad o valnoj prirodi svjetlosti formulirao načelo rasprostiranja svjetlosti – Huygensovo načelo izveo zakone odbijanja i loma svjetlosti prvi primjetio polarizaciju svjetlosti svjetlost - valna pojava (teorija neprihvaćena do početka 19. st.)

HUYGENSOVO NAČELO Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

Difrakcija valova vode u posudi otvor Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 prepreka šipka čije titranje proizvodi valove

područje sjene smjer širenja vala ogib vala prepreka valna fronta Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 valna fronta prepreka izvor vala

Youngov pokus ogib ogib ogib tlocrt Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 ogib tlocrt Huygensovo načelo: val se ne širi samo u smjeru okomitom na pukotinu nego i u drugim smjerovima

Serway R.A., Jewett J.W. Physics for scientists and engineer Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Serway R.A., Jewett J.W. Physics for scientists and engineer

OGIB d na pukotini na prepreci R1 A d O B R2 Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 A d O B R2

Ogib na pukotini Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

Ogib na pukotini širina pukotine usporediva s valnom duljinom svjetlosti FRESNELOV OGIB FRANUHOFEROV OGIB izvor, mjesto promatranja (zaslon) ili oboje konačno udaljeni od pukotine Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 izvor, mjesto promatranja (zaslon) ili oboje beskonačno udaljeni od pukotine (uporaba leća za postizanje interferencije)

Ogib na pukotini Ogibni uzorak na zaslonu d leća zaslon Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 leća zaslon Huygensovo načelo: val se ne širi samo u smjeru okomitom na pukotinu nego i u svim drugim smjerovima

Ogib na pukotini – nastanak središnjeG MAKSIMUMA Ao A d O Po svjetlo Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 B Bo leća zaslon

d a1 l l a1 Ogib na pukotini A1 A B1 O X B leća zaslon Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 X a1 B l leća zaslon

Ogib na pukotini- uvjet tame leća zaslon A1 P1 tama A B1 d O Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 X a1 B l BX = d sin a1 = l TAMA P1’ tama

Ogib na pukotini – nastanak ogibnog uzorka P1 tama Ao A B1 d O Po svjetlo Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 a1 B X Bo P1’ tama leća zaslon

Ogib na pukotini A2 P2 svjetlo ali slabije! B2 A d a2 X B 3l/2 leća Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 a2 X B 3l/2 leća zaslon BX = d sin a2 = 3l/2 SVJETLO

Kut a određuje razmak ogibnih pruga ! Ogib na pukotini – nastanak ogibnog uzorka P2 svjetlo P1 tama d Po svjetlo Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 P1’ tama leća zaslon Kut a određuje razmak ogibnih pruga !

UVJETI OGIBA TAMNA PRUGA – za svaki kut za koji vrijedi d sin ai = l, 2l, 3l ... nl SVIJETLA PRUGA – za svaki kut za koji vrijedi d sin ai = 3l/2, 5l/2, 7l/2.... (2n+1)l/2 Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 1. Za d = konst. vrijedi a ~ l tj. svjetlost veće l imat će širi ogibni uzorak 2. Za l = konst. vrijedi d ~ 1/a tj. ogibni uzorak je širi kod uže pukotine

Difrakcijski uzorak na kružnom otvoru Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Svjetlost veće valne duljine daje širi ogibni uzorak Svjetlost veće frekvencije daje uži ogibni uzorak

RASPODJELA INTENZITETA SVJETLOSTI OgibLJENE na jednodimenzionalnoj pukotini Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

Ogib na jednodimenzionalnoj pukotini Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

Ogibni uzorak na kružnom otvoru središnji maksimum Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 sekundarni maksimum

OPTIČKA REŠETKA Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

OPTIČKA REŠETKA d d udaljenost pukotina – KONSTANTA REŠETKE Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 d udaljenost pukotina – KONSTANTA REŠETKE

OPTIČKA REŠETKA So leća zaslon Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 leća zaslon Zrake koje padaju okomito na rešetku – koherentne – konstruktivno interferiraju

Zrake koje se ogibaju – izlaze pod kutem iz pukotina rešetke OPTIČKA REŠETKA Kut ogiba q S1 Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 leća zaslon Zrake koje se ogibaju – izlaze pod kutem iz pukotina rešetke

Nastanak maksimuma prvog reda OPTIČKA REŠETKA q1 A q1 Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 d C 1l B Nastanak maksimuma prvog reda

Nastanak maksimuma drugog reda OPTIČKA REŠETKA q2 A Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 q2 C d 2l B Nastanak maksimuma drugog reda

UVJET POJAČAVANJA - SVJETLO q A OPTIČKA REŠETKA BC = d sin q UVJET POJAČAVANJA - SVJETLO d sin qk = k l k = 1,2,.. q A UVJET PONIŠTAVANJA – TAMA d sin qk = (2k+1) l/2 k = 1,2,.. q C d Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 xl B k RED SPEKTRA k = 1 spektar prvog reda k = 2 spektar drugog reda k = 3 spektar trećeg reda

OPTIČKA REŠETKA – OGIBNI UZORAK ŠTO ODREĐUJE ŠIRINU SPEKTRA (RAZMAK SVJETLIH MJESTA) ? d sin qk = k l uvjet svjetla 1. za rešetku konstante d qk ~ l svjetlost veće valne duljine imat će širi spektar određuje razmak mjesta pojačanja SoSk Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 qk ~ 1/d 2. za svjetlost valne duljine l rešetka širih pukotina dati će uži spektar određuje razmak mjesta pojačanja SoSk

DISPERZIJA OPTIČKA REŠETKA – DISPERZIJA Budući da je d sin q = k l Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Disperzija je to veća što je red ogiba k viši, kut ogiba veći (kosinus kuta je tada manji) , te konstanta rešetke d manja

OPTIČKA REŠETKA rešetka maksimum prvog reda središnji nultog reda Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 rešetka

Rasap (disperzija, razLučenost) svjetlosti na rešetki 3 2 3 2 1 1 Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 spektri prvog reda spektri drugog reda spektri trećeg reda (dulji-veće disperzije)

Rasap svjetlosti na rešetki Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

UPOTREBA OPTIČKE rešetkE SPEKTROMETRI – uređaji za mjerenje karakteristika izvora svjetlosti MONOKROMATORI - uređaji za odabir valne duljine svjetlosti HOLOGRAMI - optički uređaji koji proizvode 3D slike predmeta OPTIČKA VLAKNA – rasapom podataka za prijenos u različite valne duljine može se istim optičkim vlaknom slati više “struja” podataka OPTIČKI MEDIJI ZA POHRANU PODATAKA - DVD, CD ... LASERI – kao dio DVD playera, “pržilica”.. POLARIZATORI – opažanje optičkih pojava u posebnim uvjetima Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

Samo moja optička rešetka - trepavice Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

Optička rešetka cd Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 zarezi na CD-u širine 0,5 mm djeluju kao optička rešetka Preljevanje boja nakon osvjetljavanja bijelom svjetlošću je superpozicija ogibnih uzoraka na zarezima

2D Optička rešetka - zamagljeno staklo Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

3D optička rešetka – vijenac oko Mjeseca Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Vijenac oko Mjeseca – obojeni krugovi - nastaju ogibom na kapljicama vode u atmosferi koje čine prostornu optičku rešetku

kristal Na Cl Ogib x zraka na kristalnoj rešetci Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 kristal Na Cl

Ogib x zraka na kristalnoj rešetci Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 na kristalu Na Cl na molekuli DNK

Serway R.A., Jewett J.W. Physics for scientists and engineer Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Serway R.A., Jewett J.W. Physics for scientists and engineer

OGIB NA USKOJ VERTIKALNOJ PUKOTINI (MONOKROMATSKA SVJETLOST) Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

OGIBNI UZORAK PROIZVEDEN PUKOTINOM ŽILETA (MONOKROMATSKA SVJETLOST) Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012