Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla...

30
Jak (się) uczyć - czy możliwy taki tryb pracy, w którym 100% studentów rozumie 100% wykładu? Egzamin - 2 tematy wybrane przez studenta - 2 tematy wybrane przez wykładowcę - 3 minuty na temat + 3 minuty rezerwowe = 15 minut/osobę - „próbne odpowiedzi” na wykładzie w ramach przypomnienia

Transcript of Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla...

Page 1: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

Jak (się) uczyć

- czy możliwy taki tryb pracy, w którym 100% studentów rozumie 100% wykładu?

Egzamin

- 2 tematy wybrane przez studenta

- 2 tematy wybrane przez wykładowcę

- 3 minuty na temat + 3 minuty rezerwowe = 15 minut/osobę

- „próbne odpowiedzi” na wykładzie w ramach przypomnienia

Page 2: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą
Page 3: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

Haselbladt XPan30

10 l/mm

20 l/mm

40 l/mm

optyka geometryczna

r-nia Maxwella r-nie falowe ??? śledzenie promieni

Page 4: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

promienie świetlne vs fronty falowe

promienie świetlne

fronty falowe

Page 5: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą
Page 6: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

eikonał, 2

promień świetlny

Page 7: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

promień świetlny

W ogólnym przypadku, promień świetlny nie musi być linią prostą

promień świetlny

Page 8: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

miraże (do góry nogami jak w akwarium)

Page 9: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

GRIN, 1

GRIN = Graded INdex

symetria cylindryczna

Page 10: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

GRIN, 2

ogniskowanie

kolimacja

obrazowanie uwaga: działa także poza osią

Page 11: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

obrazowanie w odbiciu od lustra

przykład: elipsoida obrotowa jest dobra bo działa reguła Fermata

Page 12: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

© Large Zenith Telescope

Page 13: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

Punkty sprzężone, owale Kartezjusza

Czy istnieje powierzchnia rozdzielająca obszary o różnych

współczynnikach załamania taka, że droga optyczna między

dwoma punktami położonymi po dwóch stronach jest stała?

Jeśli jeden z punktów leży bardzo daleko od granicy:

- dla n1 > n0 – elipsoida obrotowa

- dla n1 < n0 – hiperboloida obrotowa

Page 14: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

Punkty sprzężone, owale Kartezjusza

Mogą też istnieć wirtualne punkty sprzężone

Okazuje się, że w tym wypadku powierzchnią spełniającą

warunek równych dróg jest sfera.

Page 15: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

obrazowanie przez załamanie, 3

Immersyjny obiektyw mikroskopowy:

Punkty aplanatyczne kuli – bezaberracyjne obrazowanie!

Page 16: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

powierzchnia sferyczna, 1

Page 17: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

powierzchnia sferyczna, 2

dla promieni przyosiowych (optyka gaussowska)

Page 18: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

powierzchnia sferyczna - ogniska

Warunek ogniskowania

ognisko obrazowe, ognisko tylne

Warunek kolimacji

ognisko przedmiotowe, ognisko przednie

Page 19: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

konwencja znaków

parametr znak warunek

so, fo + przedmiot/ognisko przednie na lewo od powierzchni

xo + przedmiot na lewo od ogniska Fo

si, fi + obraz/ognisko tylne na prawo od powierzchni

xi + obraz na prawo od ogniska Fi

R + Środek sfery na prawo od punktu V

yo, yi + przedmiot/obraz powyżej osi optycznej

Page 20: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

cienka soczewka, 1

S 1C2C

'P P

d1os1is

2os2is

2V

1n

2n

1n

1V

2R1R

Page 21: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

cienka soczewka, 2

Page 22: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

Soczewki

Nomenklatura:

F 1,2 ogniska,

d grubość soczewki,

f odległość ogniskowa (albo w skrócie ogniskowa),

s 1,2 powierzchnie główne,

POO przednia odległośćogniskowa, TOO tylna odległośćogniskowa.

Page 23: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

cienka soczewka, 3

Page 24: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

cienka soczewka - ogniskowanie

płaszczyzna ogniskowa

Ogniskowanie wiązki promieni równoległych

Page 25: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

cienka soczewka – konstrukcja obrazu

obraz rzeczywisty

obraz pozorny

Page 26: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

cienka soczewka, 4

symetrie

Odbicie: góra-dół, prawo-lewo

Skrętność zachowana

Page 27: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

lustro sferyczne

lustro paraboliczne „off-axis”

Page 28: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

obrazy w lustrze płaskim

symetrie

Page 29: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

układy soczewek

?

po kolei?

Page 30: Jak (się) uczyćzopt/photonics/Fizyka_III_PW/PW... · 2019-11-14 · – elipsoida obrotowa - dla n 1 < n 0 – hiperboloida obrotowa . Punkty sprzężone, owale Kartezjusza Mogą

Punkty i płaszczyzny kardynalne