Optyka

16. Odbicie i załamanie światła

Program demonstruje bieg promieni świetlnych przy przejściu przez płaską powierzchnię rozgraniczającą dwa ośrodki w zależności od kąta padania światła na powierzchnię graniczną i od współczynników załamania tych ośrodków n1 i n2.

17. Soczewki

Program pozwala prześledzić geometryczną metodę wyznaczania obrazu wytwarzanego przez soczewkę skupiającą i rozpraszającą. Przedmiot jest przedstawiony schematycznie w postaci strzałki prostopadłej do głównej osi optycznej, a w celu wyznaczenia jego obrazu znajdujemy położenie obrazu wierzchołka strzałki, wykreślając dwa promienie: promień przechodzący przez środek soczewki, który nie zmienia swego kierunku, oraz promień padający równolegle do osi optycznej, który po przejściu przez soczewkę skupiającą biegnie przez ognisko, a po przejściu przez soczewkę rozpraszającą biegnie tak, że jego przedłużenie przechodzi przez ognisko pozorne. W programie można zmieniać położenie przedmiotu i soczewki. Można również zmieniać ogniskową soczewki, zmieniając jej promień krzywizny. W programie dostępna jest też opcja powiększania i pomniejszania obrazu.

18. Interferencja na pojedynczej szczelinie

Interferencja światła była pierwszym eksperymentem wskazującym na jego falowy charakter. Program pozwala obserwować wynik interferencji dwóch spójnych fal świetlnych powstałych w wyniku przejścia płaskiej fali świetlnej przez przesłonę z dwoma punktowymi szczelinami (doświadczenie Younga). W programie można za pomocą odpowiednich suwaków zmieniać odległość między szczelinami \(d\), odległość szczelin od ekranu \(L\) oraz długość fali \(\lambda\) i obserwować, jak obraz interferencyjny zależy od tych parametrów. Na wykresie przedstawiony jest również rozkład natężenia światła (fali).

19. Dyfrakcja na pojedynczej szczelinie

Dyfrakcja światła jest zjawiskiem wskazującym na jego falowy charakter. Program pozwala obserwować wynik dyfrakcji fal świetlnych powstałych w wyniku. przejścia płaskiej fali świetlnej przez przesłonę z jedną szczeliną. Zjawisko dyfrakcji polega na uginaniu się światła przechodzącego w pobliżu przeszkody. W opisywanym doświadczeniu to ugięcie następuje na brzegach szczeliny. Natężenie światła w dowolnym punkcie na ekranie umieszczonym za szczeliną jest wynikiem nakładania się wszystkich zaburzeń falowych docierających do ekranu z różnych punktów szczeliny. W programie można zmieniać szerokość szczeliny \(a\), odległość szczeliny od ekranu \(L\) oraz długość fali \(\lambda\) i obserwować, jak obraz dyfrakcyjny zależy od tych parametrów.

20. Dyfrakcja na dwóch szczelinach

Program pozwala obserwować wynik równoczesnej dyfrakcji i interferencji fal świetlnych powstałych w wyniku przejścia płaskiej fali świetlnej przez przesłonę z dwoma szczelinami. Dla szczelin o skończonej szerokości (nie punktowych) w wyniku interferencji fał otrzymujemy obraz, w którym natężenia prążków nie są stałe (jak w doświadczeniu Younga), ale zależne od obrazu dyfrakcyjnego pojedynczej szczeliny. Mamy do czynienia z następującą sytuacją: w pewnym punkcie ekranu natężenie światła, z każdej szczeliny osobno, jest dane przez obraz dyfrakcyjny tej szczeliny, obrazy dyfrakcyjne dwóch szczelin rozpatrywanych oddzielnie nakładają się (fale interferują). Otrzymany obraz jest więc iloczynem czynnika interferencyjnego i dyfrakcyjnego. W programie można zmieniać szerokość szczelin \(a\), ich wzajemną odległość \(d\), odległość szczelin od ekranu \(L\) oraz długość fali \(\lambda\), i obserwować, jak obraz dyfrakcyjny zależy od tych parametrów.