1. A fény jellemzése, terjedése
A fény az elektromágneses hullámok közé tartozik, hullámhossza 0,4-0,8 mm között van. A szemünk az ilyen hullámhosszúságú elektromágneses hullámokat képes csak érzékelni.
Az elektromágneses hullám jellegéből származóan egynemű közegben egyenes vonal mentén terjed ( ezzel értelmezhető az árnyék jelensége), légüres térben 300 000 km/s sebességgel halad. ( A többi tulajdonságáról a 14. tételben lesz szó)
Új közeg határához érve- visszaverődhet,
- új közegbe behatolva megtörhet, majd halad tovább benne,
- az új közegben elnyelődik.
A fényvisszaverődéssel magyarázható a tükrök (sík, domború, homorú) , a fénytöréssel az optikai lencsék (domború, homorú) képalkotása. A fényvisszaverődés lehet szórt, és lehet szabályos. A szórt visszaverődésnek köszönhető, hogy pl. a szobában viszonylag egyenletes világosság van. A szabályos visszaverődésnél a párhuzamosan beeső fénysugarak a visszaverődés után is párhuzamosak maradnak. A jó minőségű tükörnél találkozhatunk ilyen típusú visszaverődéssel.
A testek színe attól függ, hogy róla vagy rajta keresztül milyen színű fény vagy fények jutnak a szemünkbe. A fehér fénnyel –tudjuk, a fehér fény összetett- megvilágítva a test pl. vörös színű lesz, ha a fehérből mindent elnyel, csak a vöröset veri vissza. De akkor is vörös színű a tárgy, ha a vörös kiegészítő színén kívül minden szint visszaver. A visszavert színek együttese a szemünkben vörös szín érzetét adja.
2. A fényvisszaverődés törvényei
a. A beeső, a visszaverődő és a beesési merőleges egy síkban van
b. A beesési szög ( a) és a visszaverődési szög (b) egymással megegyezik
c. A merőlegesen beeső fénysugarak, merőlegesen verődnek vissza
3. A síktükör
a. értelmezése:
A szabályosan visszaverő felület egy síklap
b. képe
- egyenes állású ( Nem fejjel lefelé látjuk magunkat benne.)
- látszólagos ( Ernyőn nem tudjuk felfogni, mivel a tárgypontból kiinduló két fénysugár
a tükörről történő visszaverődés után széttartóan halad.)
- se nem nagyított, se nem kicsinyített ( Precízebben fogalmazva N=1, ahol N a nagyítás mértéke, mértékegysége nincs. Nagyságát a kép (K) és a tárgy (T) hányadosával, vagy a képtávolság (k) és a tárgytávolság (t) hányadosával határozzuk meg. (N=K/T, N=k/t) A képtávolság a tükör és a kép, a tárgytávolság a tükör és a tárgy közötti távolság . Mértékegységük az 1 m)
c. képszerkesztése a matematikában tanult tengelyes tükrözéssel oldható meg.
4. A fénytörés törvényei
a. A beeső fénysugár, a megtört fénysugár és a beesési merőleges egy síkban van.
b. A beesési szög szinusza és a törési szög szinusza egymással egyenesen arányos. Hányadosuk így állandó. A hányados a két közegre jellemző un. törésmutató,( jele n2,1, mértékegysége nincs), amely a két közegben mért fénysebességek hányadosával is meghatározható. ( n2,1=sina/sinb, továbbá n2,1=c1/c2, ahol c1 a régi közegben, c2 az új közegben mért terjedési sebessége a fénynek.)
c. A merőlegesen beeső fénysugarak törés nélkül haladnak az új közegben
5. A fénytörés legfontosabb technikai alkalmazása az optikai lencse. Az optikai lencse olyan átlátszó anyagból készült tárgy, amelynek legalább az egyik oldala domború vagy homorú. A lencsénél a fény kétszer törik meg: egyszer amikor a levegőből a lencsébe érkezik, majd amikor a lencse másik oldalán a lencséből ismét a levegőbe kerül. A domború lencse (gyűjtőlencse) valódi, tehát ernyőn felfogható képet is , míg a homorú lencse (szórólencse) csak látszólagos képet készít.
6. Lencsetörvény
1/f=1/k+1/t
Ahol f a fókusztávolság, k a képtávolság, t a tárgytávolság ( A fókusztávolság a lencse és a fókuszpont közötti távolság, mértékegysége az 1 m. A domború lencséhez az optikai tengellyel párhuzamosan beérkező fénysugarak a kétszeres törés után a lencse másik oldalán egy pontba találkoznak, ez a pont a fókuszpont.)
Megjegyzések:
- Dioptria a méterben megadott fókusztávolság reciproka. Jele D, mértékegysége 1 1/m
- A szemhibákat (pl. közellátás) optikai lencsékkel korrigálják. A szükséges optikai lencsét pedig dioptriával jellemzik.