1)Wyjaśnij pojęcia: długość fali, częstotliwość, okres, prędkość

Długość fali — najmniejsza odległość pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie drgań (czyli pomiędzy dwoma powtarzającymi się fragmentami fali.

Częstotliwość (częstość) określa liczbę cykli zjawiska okresowego występujących w jednostce czasu. W układzie SI jednostką częstotliwości jest herc (Hz). Częstotliwość 1 herca odpowiada występowaniu jednego zdarzenia (cyklu) w ciągu 1 sekundy.

gdzie:

f - częstotliwość,

n - liczba drgań,

t - czas, w którym te drgania zostały wykonane.

Okres - czas wykonania jednego pełnego drgania w ruchu drgającym, czyli czas pomiędzy wystąpieniami tej samej fazy ruchu drgającego. Okres fali równy jest okresowi rozchodzących się drgań.

gdzie:

λ - długość fali,

v - prędkość rozchodzenia się fali.

Prędkość fali:

2)Wyjaśnić związek między pojęciami, równanie fali harmonicznie prostej

Równanie fali harmonicznej prostej ma postać:

s = A sin (ω t - k x + φ₀)

λ - długość fali (w układzie SI w metrach - m)
φ₀ - faza początkowa (wielkość niemianowana)
A - amplituda fali (jednostka tej wielkości zależy od rodzaju fali i od sposobu jej opisu -np. dla fal dźwiękowych może to być ciśnienie akustyczne, i wtedy wyraża się w paskalach)

ω  - częstość kołowa 
(jednostka w układzie SI: 1/s = s^-1)

ω = 2 π f  

T - okres drgań
(jednostka w układzie SI: sekunda - s)
f - częstotliwość 
(jednostka w układzie SI:  Hz = 1/s = s^-1)

k - liczba falowa
(jednostka w układzie SI: 1/m = m^-1)

Stosuje się też pojęcie "wektora falowego" - dla fali rozchodzącej się w trzech wymiarach. Wektor falowy ma kierunek zgodny z kierunkiem rozchodzenia się fali i wartość daną przez k. 

3)Rodzaje fal, natężenie fali

Fale poprzeczne - gdy drgania odbywają się prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali

fale podłużne - gdy drgania odbywają się równolegle do kierunku rozchodzenia się fali

Natężenie fali - jest określane jako moc przenoszona poprzez jednostkowy element powierzchni ustawiony prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali. Natężenie jest wprost proporcjonalne do kwadratu amplitudy

4)Dyfrakcja i interferencja fali (wzmocnienie i wygaszenie)

Interferencja - czyli nakładanie się fali, które prowadzi do wzmocnienia lub wygaszenia fali (w miejscach, gdzie nakładające się fale są w fazach zgodnych, następuje wzmocnienie, a tam, gdzie w fazach przeciwnych - osłabienie ruchu falowego cząsteczek, włącznie z całkowitym wygaszeniem, gdy amplitudy fal w fazach przeciwnych są jednakowe)

Dyfrakcja - uginanie się fali na krawędziach, czego skutkiem jest zdolność do omijania przeszkód mniejszych niż długość fali, oraz powstawanie pasków dyfrakcyjnych po przejściu fali przez wąską szczelinę albo przeszkodę.

5)Prawo odbicia i załamania fali

Prawo odbicia - Kąt odbicia równy jest kątowi padania. 
Kąty -  padania i odbicia leżą w jednej płaszczyźnie.

Prawo załamania

α - kąt padania
β - kąt załamania
v1 - prędkość światła w ośrodku 1
v2 - prędkość światła w ośrodku 2

Duga postać:

n1 - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 1
n2 - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 2
c - prędkość światła w próżni

6)Prawo odbicia - zwierciadło płaskie

7)Zwierciadło kuliste wklęsłe

x>2f

X=2f

F<x<2f

X=f

0<x<f

8)Zwierciadło kuliste wypukłe

9)Przejście światła przez granicę dwóch ośrodków (prawo załamania), płytka płaskorównoległa

10)Całkowite wewnętrzne odbicie

zjawisko fizyczne zachodzące dla fal (najbardziej znane dla światła) występujące na granicy ośrodków o różnych współczynnikach załamania. Polega ono na tym, że światło padające na granicę od strony ośrodka o wyższym współczynniku załamania pod kątem większym niż kąt graniczny, nie przechodzi do drugiego ośrodka, lecz ulega całkowitemu odbiciu.

Wykorzystywane w światłowodach.

11) Ogniskowa soczewki skupiającej i rozpraszającej, zdolność skupiające

Ogniskowa - odległość pomiędzy ogniskiem układu optycznego a punktem głównym układu optycznego, np. odległość środka soczewki od punktu, w którym skupione zostaną promienie świetlne, które przed przejściem przez soczewkę biegły równolegle do jej osi. Ogniskową można określić zarówno dla soczewek i ich układów, jak i dla zwierciadeł.

Zdolność skupiająca (zdolność zbierająca, moc optyczna) - wielkość definiowana dla pojedynczych soczewek i dla układu optycznego oznaczająca odwrotność ogniskowej soczewki lub układu.

gdzie D - zdolność skupiająca, f - ogniskowa.

Zdolność zbierającą mierzy się w dioptriach. Wymiarem dioptrii jest odwrotność metra.

12)Soczewka skupiająca - obrazy

x>2f

obraz jest odwrócony, pomniejszony i rzeczywisty

x=2f

obraz jest odwrócony, tej samej wielkości co przedmiot
i rzeczywisty

f<x<2f

obraz jest odwrócony, powiększony i rzeczywisty

x=f

obraz nie powstaje

X<f

obraz jest prosty, powiększony i pozorny oraz leży po tej samej stronie, po której znajduje się przedmiot

13)Soczewka rozpraszająca

Obrazy w soczewce rozpraszającej są zawsze pozorne, proste i pomniejszone. Wielkość obrazu rośnie, gdy przedmiot zbliżamy do soczewki.

14)Układ soczewek stykających się

Krótkowidz:

Dalekowidz:

15)Soczewka a zwierciadło

16)Obrazy soczewek niestykających się - powiększenie

17)Budowa, rysowanie obrazu i powiększenie mikroskopu

1. Okular (służy do powiększenia obrazu tworzonego przez obiektyw mikroskopu);

2. Rewolwer(umożliwia prostą zmianę obiektywu);

3. Obiektyw (które zbierają światło wychodzące z przedmiotu i tworzą jego powiększony obraz pośredni);

4. Śruba makrometryczna (służy do wstępnej regulacji odległości);

5. Śruba mikrometryczna (służy do ustalenia ostrości);

6. Stolik;

7. Źródło światła;

8. Kondensor(koncentruje światło formując z niego stożek);

9. Statyw

Powstawanie obrazu:

Mikroskop wykorzystuje do generowania obrazu światło przechodzące przez specjalny układ optyczny składający się zazwyczaj z zestawu od kilku do kilkunastu soczewek optycznych.

Powiększenie mikroskopu:

Fizyczna granica maksymalnego powiększenia obrazu w mikroskopie optycznym jest określona przez rozdzielczość kątową obiektywu związaną z długością fali światła. Na wyrazistość obrazu ma też wpływ precyzja wykonania soczewek. Najlepsze mikroskopy optyczne, działające na spolaryzowane światło ultrafioletowe osiągają maksymalne powiększenie do ok. 3500x. Mikroskopy, w których stosowane jest światło widzialne, osiągają maksymalne powiększenia rzędu 1500x.

18)Światło widzialne (kolejność kolorów) - widmo fal elektromagnetycznych

Kolory (od najdłuższej fali):

19)Dyspersja światła białego, płytka płasko-równoległa, pryzmat

Dyspersja, czyli rozproszenie światła.

20)Doświadczenie Younga (monochromatyczne i białe)

eksperyment polegający na przepuszczeniu światła spójnego przez dwie blisko siebie położone szczeliny i obserwacji obrazu powstającego na ekranie. Wskutek interferencji na ekranie powstają jasne i ciemne prążki w obszarach, w których światło jest wygaszane lub wzmacniane.

21)Siatka dyfrakcyjna

przyrząd do przeprowadzania analizy widmowej światła. Tworzy ją układ równych, równoległych i jednakowo rozmieszczonych szczelin

22)Aberracja sferyczna i chromatyczna soczewek, wady soczewek

Aberracja sferyczna - polega ono na tym, że promienie załamywane w różnych częściach soczewki (zwierciadła) załamują się pod kątem innym od pożądanego. Np. promienie biegnące początkowo dalej od osi optycznej mogą załamywać się silniej, niż by to było w przypadku soczewki idealnej.

Aberracja chromatyczna - jest spowodowana rozszczepieniem światła i zachodzi dla przyrządów optycznych zawierających soczewki (nie występuje dla zwierciadeł). Choć rozszczepienie światła najlepiej jest widoczne w pryzmacie, to jednak występuje ono dla większości przyrządów optycznych, których działanie opiera się na zjawisku załamania światła - a więc dla soczewek, pryzmatów, płytek płasko-równoległych. W wielu przypadkach jest ono negatywne dla działania tychże przyrządów. Np. w przypadku soczewek powoduje ono, że ogniska powstające dla promieni o różnych barwach są przesunięte względem siebie, zaś światło białe zostaje zamienione na oddzielne wiązki o różnych barwach. 

---