3. Najstarsze przyrządy optyczne skonstruowano ok. 2000 lat temu. Źródła
greckie i rzymskie opisują m. in., jak używać zaokrąglonego szklanego naczynia
wypełnionego wodą do otrzymywana powiększonych obrazów różnych
przedmiotów. Szklane soczewki powstały znacznie później. Wykorzystywano je
m. in. do korygowania wad wzroku oraz przy konstrukcji takich urządzeń, jak:
lunety, mikroskopy, aparaty fotograficzne, kamery.
Soczewki to ciała przezroczyste (zbudowane najczęściej ze szkła), ograniczone
z obu stron powierzchniami kulistymi lub z jednej strony powierzchnią kulistą,
a z drugiej płaską.
Każdy z fragmentów soczewki zachowuje się podobnie jak pryzmat i załamuje
przechodzące przezeń promienie świetlne. Soczewka wypukła odpowiada dwom
pryzmatom złączonym podstawami. Schematycznie przedstawiamy ją tak, jak na
rysunku.

5. Poniższe rysunki przedstawiają
różne rodzaje soczewek wklęsłych.

6. Jeśli światło pada na granicę dwóch przezroczystych
ośrodków, to zwykle jego część odbija się (zgodnie z prawem
odbicia), a część wchodzi do drugiego ośrodka. Mówimy, że
światło załamuje się

7. Promień świetlny po przejściu z powietrza do wody
zmienia kierunek. Mówimy, że światło uległo załamaniu.
Zjawisko załamania światła występuje wtedy, gdy światło
przechodzi z jednego ośrodka przezroczystego do
drugiego.

8. Wiązka światła biegnie wzdłuż promienia tarczy, a matowa przednia
ścianka półkrążka ułatwia obserwację biegu promienia w szkle.
Wprowadźmy następujące oznaczenia:
n - prostopadła do powierzchni padania, wystawiona w punkcie
padania P,
α - kąt padania (między promieniem padającym a prostą n),
β - kąt załamania (między promieniem załamanym a prostą n).

9.
Jeżeli światło przechodzi z ośrodka, w którym poruszało się z
mniejszą szybkością, do ośrodka, w którym rozchodzi się z większą
szybkością, kąt załamania jest większy od kąta padania .

10. Zwiększając kąt padania,
doprowadzamy do sytuacji, w
której promień będzie się ślizgał
po powierzchni zetknięcia obu
ośrodków.

11. Światłowody mogą przenosić ogromną ilość informacji (rozmowy telefoniczne,
wiadomości wysyłane faksem, połączenia internetowe itp.) w bardzo krótkim czasie. Szkło,
z którego wykonane jest włókno światłowodu jest tak czyste, że sygnały świetlne mogą w
nim wędrować niemal bez straty energii, a zatem bez konieczności stosowania
odpowiednich wzmacniaczy.
Włókno światłowodu wykonane jest z dwóch koncentrycznych warstw szkła:
cylindrycznego rdzenia i otaczającego go płaszcza. Każda warstwa wykonana jest z innego
rodzaju szkła. Światło ulega wielokrotnemu całkowitemu wewnętrznemu odbiciu na granicy
warstw
Ponieważ włókna szklane światłowodów maja bardzo małe średnice (są cieńsze od
ludzkiego włosa), można je wyginać w dowolny sposób bez groźby złamania i przerwania
światłowodu.

12. Oprócz zwierciadeł płaskich używane są również zwierciadła kuliste (są nimi np.
zwierciadła stosowane na skrzyżowaniach ulic, w lusterkach i reflektorach
samochodów, w lusterkach dentystycznych). Zwierciadło kuliste stanowi część
gładkiej, wypolerowanej powierzchni kuli. Jako zwierciadło może być wykorzystana
powierzchnia kuli. W związku z tym rozróżniamy zwierciadła kuliste:
* wklęsłe - gdy jako zwierciadło wykorzystujemy wewnętrzną powierzchnię kuli
* wypukłe - gdy jako zwierciadło wykorzystujemy zewnętrzną powierzchnię kuli.
Każde zwierciadło kuliste posiada:
* środek krzywizny - jest nim środek kuli (O),
* promień krzywizny - jest nim promień kuli (r),
* oś główną - którą jest prosta przechodząca przez środek krzywizny (O) i środek
czaszy zwierciadła (S).

13. Promienie świetlne równoległe do osi głównej po
odbiciu od powierzchni zwierciadła kulistego
wklęsłego przechodzą przez jeden punkt zwany
ogniskiem zwierciadła.

14. Ognisko to leży na osi głównej zwierciadła. Odległość
ogniska od środka czaszy zwierciadła nazywamy ogniskową

15. Zjawisko skupiania światła słonecznego za pomocą
zwierciadeł wklęsłych wykorzystano w wielu współczesnych
urządzeniach technicznych. W tzw. kuchenkach słonecznych
skupione promienie świetlne służą do podgrzewania żywności,
którą umieszcza się w ognisku zwierciadła. Podobne rozwiązanie
zastosowano w piecach przemysłowych. W Mont Louis, we
francuskich Pirenejach zbudowano wielopiętrową konstrukcją
złożoną z małych zwierciadeł, odpowiednio ustawionych, tworzącą
gigantyczne zwierciadło wklęsłe. W ognisku takiego zwierciadła
uzyskuje się temperaturę do 3000oC, w której możliwa jest
termiczna obróbka wielu metali.

16. O prostoliniowym
rozchodzeniu się światła
Powstawanie cienia możesz przekonać się
również, wykorzystując tzw.
kamerę otworkową.

17. Światło rozchodzi się w próżni z szybkością 300000
km/s. Mimo tej olbrzymiej drogi ze Słońca na Ziemię
światło potrzebuje aż 8,3 minuty. Żadne poruszające
się ciało nie może osiągnąć szybkości światła.

18. Zjawisko fotoelektryczne znalazło szeroki zastosowanie w technice. Jednym z
przykładów zastosowania jest fotokomórka
Tworzy ją próżniowa bańka szklana, której część wewnętrznej powierzchni pokryta
jest cienką warstwą metalu o małej pracy wyjścia (np. cezu).
Z tej powierzchni, zwanej fotokatodą, emitowane są elektrony (fotoelektrony). Drugą
elektrodę (zwaną anodą) stanowi metalowa kulka lub pętla. Do wnętrza bańki
promieniowanie wpada przez przezroczyste okienko i pada na fotokatodę. Następnie z
niej emisja elektronów, które są przyciągane przez dodatnio naładowaną anodę. W
obwodzie takim, jak na rysunku następuje przepływ prądu elektrycznego.

19. Przygotujemy elektroskop, płytkę Tym razem płytka naelektryzowana
cynkową (dobrze oczyszczoną np. ujemnie nie traci już elektronów, bez
papierem ściernym) oraz lampę względu na to, jak intensywny jest
łukową. Płytkę cynkową mocujemy do strumień światła. Ponieważ szkło
elektroskopu - łącząc ją z jego pochłania promieniowanie nadfioletowe,
listkami lub wskazówką. Po można na podstawie przeprowadzonego
naelektryzowaniu płytki dodatnio doświadczenia wnioskować, że w
skierujemy na nią światło z lampy przypadku cynku ta właśnie część widma
łukowej. Eksperyment powtórzymy po fal elektromagnetycznych wywołuje
naładowaniu płytki ujemnie. zaobserwowane zjawisko, zwane
zjawiskiem fotoelektrycznym.

20. Po przejściu światła białego przez pryzmat obserwujemy nie
tylko odchylenie światła do pierwotnego kierunku, ale również
jego rozszczepienie na barwy. Na ekranie otrzymamy szereg
barw przechodzących w sposób ciągły jedna w drugą: od
czerwonej poprzez pomarańczową, żółtą, zieloną, niebieską aż
do fioletowej. Ten zestaw barw nazywamy widmem ciągłym
światła białego. Taką gamę kolorów, od czerwieni do fioletu
możemy taż zaobserwować, gdy światło słoneczne przenika
przez szklane przedmioty (np. kryształowy flakon) lub przez
krople deszczu (tworząc tęczę).