OPTYKA- właściwości optyczne ciał



Dział fizyki, zajmujący się badaniem

natury światła, prawami opisującymi

jego emisję, rozchodzenie się, oddziaływanie

z materią oraz pochłanianie przez materię.

Optyka wypracowała specyficzne metody

pierwotnie przeznaczone do badania światła

widzialnego, stosowane obecnie także do

badania rozchodzenia się innych

zakresów promieniowania

elektromagnetycznego podczerwień, ultrafio

let zwane światłem niewidzialnym.



Optyka to także dział techniki badający

światło i jego zastosowania w technice.



Optyka geometryczna

, najstarsza i

podstawowa do dziś część optyki.

Wprowadza pojęcie promienia

świetlnego jako cienkiej strużki światła

(odpowiednika prostej w geometrii).

Opisuje rozchodzenie się światła jako bieg

promieni, bez wnikania w naturę światła.

Według optyki geometrycznej, światło

rozchodzi się w ośrodkach jednorodnych

po liniach prostych, na granicy ośrodków

ulega odbicie światła lubzałamaniu.

Badaniami załamywania światła zajmuje

się dioptryka.



Optyka falowa

bada zjawiska optyczne, w

których światło przejawia swoją falową naturę

(interferencja,dyfrakcja, polaryzacja, optyka

cienkich warstw itp.). Z falowego punktu

widzenia, światło jest falą elektromagnetyczną,

zatem oczywiste jest, że fundamentem optyki

falowej są równania Maxwellaopisujące

zjawiska elektromagnetyczne.



Optyka falowa stanowi podstawę teoretyczną

dla optyki geometrycznej, wyjaśnia prawa

optyki geometrycznej i wskazuje ograniczenia

jej stosowania. Prawa optyki geometrycznej są

prawdziwe tylko dla odległości znacznie

większych od długości fali. Jednocześnie

optyka geometryczna wraz ze swymi prostymi

prawami i pojęciami stanowi silne narzędzie

umożliwiające proste opisanie przebiegu wielu

zjawisk i działania przyrządów optycznych.



Ważnym działem optyki falowej

jest

spektroskopia

badająca widma

fal świetlnych. Spektroskopia

badając

widma emisyjne i absorpcyjne gazów

dała na początku XX wieku bodziec

do powstania nowych teorii światła i

materii. Światło objawiło się jako

cząstka (foton), a materia zaczęła

być postrzegana jako fala.



Optyka kwantowa

zajmuje się z kolei

zjawiskami, w których światło opisywane jako

cząsteczka foton ma cechy ciał fizycznych

(energia, pęd, ciśnienie światła) oddziałuje z

materią tak jak maleńka kulka. Wspomniana

wcześniej spektroskopia wraz z fizyką

atomową i mechaniką kwantową jest silnym

narzędziem badawczym wykorzystywanym do

badania zjawisk zachodzących w najdalszych

obiektach wszechświata, wykrywania nawet

pojedynczych atomów, badania struktury

kryształów itp.



Optyka zakłada, że światło przechodząc przez

materię nie wpływa na przechodzenie innego

światła przez tę samą materię. Przy dużych

natężeniach światła nie jest to prawdą,

przechodzące światło wpływa na przejście

innych wiązek światła (także siebie) opisuje to

dział optyki nazwany optyką nieliniową.

Minerały:



- barwa minerału – zjawisko fizyczne

zachodzące na granicy dwóch ośrodków

minerał-otoczenie i odbierane przez

receptory ludzkiego oka, dostrzegane zaraz

przy rozpoznaniu minerału,



Na barwę minerału wpływają:

- struktura wewnętrzna

- zmienność składu chemicznego

- obecność defektów wewnętrznych

- inkluzje ciekłe i gazowe

- wrostki stałe

- inne czynniki genetyczne



- idiochromatyczne – minerały z własną

barwą



- allochromatyczne – barwa może być

wynikiem obecności zanieczyszczeń w sieci

krystalicznej, barwiących domieszek,



- pseudochromatyczne – barwa ściśle zależna

od budowy wewnętrznej danego minerału,



- rysa - barwa proszku minerału, uzyskanego

po jego sproszkowaniu, np. na skutek

zarysowania,

Rodzaje minerałów ze względu

na właściwości barwne:



- połysk - wrażenie optyczne,

powstające na skutek odbicia i

rozproszenia światła na powierzchni

ciał stałych oraz cieczy, a także

bezpośrednio nad ich powierzchnią,



- współczynnik załamania ośrodka -

miara zmiany prędkości rozchodzenia

się fali w danym ośrodku w stosunku do

prędkości w ośrodku odniesienia, równa

jest stosunkowi prędkości fazowej fali w

ośrodku odniesienia do prędkości

fazowej fali w danym ośrodku,



- luminescencja - świecenie minerałów,

polegając na wystąpienia zjawiska emisji fal

świetlnych przez ciała, które jest wywołane

przyczyną inną niż podgrzanie do wyższej

temperatury, np. reakcja chemiczna, zmienne

pole elektryczne, pochłonięcie promieniowania

elektromagnetycznego itp,



- iryzacja, tęczowanie - zjawisko optyczne,

objawiające się powstawaniem tęczowych barw

w minerale, lub na jego powierzchni, na skutek

interferencji światła białego, odbijanego od

przezroczystych, lub półprzezroczystych ciał,

które złożone są z kilku warstw, mających różne

właściwości optyczne,



- stopień przezroczystości kamienia - fizyczna

cecha minerału, związana z jonowym

charakterem wiązań atomowych, które budują

strukturę minerału, określa przepuszczalność

światła przez ośrodek,



- dwójłomność - zjawisko polegające na

podwójnym załamywaniu światła, co objawia

się podwojeniem widzialnego za ośrodkiem

obrazu,



- dyspersja – określa zależność współczynnika

załamania n ośrodka od długości fali, światło

załamuje się pod różnymi kątami,

rozszczepiane jest na wiele barw,



- pleochroizm - zjawisko polegające na zmianie

barwy, na skutek polaryzacji światła, które

przechodzi przez dane ciało,

Document Outline