Biofizyka- Ćwiczenia labolatoryjne z optyki AMB

Wyznaczanie wspolczynnika zalamania swiatla w roztworze- wykorzystujemy kat graniczny przy calk. Wewn. Odbiciu swiatla- przy pom refraktometru. Prawo zalamania gdy światło pada na pow. Oddzielajaca 2 rozne ośrodków, czesc z promieni ulega odbiciu od pow granicznej, czesciowo przechodza do drugiego osrodka a na granicy obu osr. Promien odbity ulega zalamaniu. Stosunek sinusa kata podania do sinusa kata zalamania jest wielkością stala dla dnych 2 osr, i nazywa się współczynnikiem zalamania swiatla. CALKOWITE WEWN ODBICIE- przy przejsciu swiatla z osr. W którym rozchodzi się z prędkością wieksza do osrodka w którym rozchodzi się z pred. Mniejsza np. z wody do powietrza przy pewnym charakterystycznym kacie padania dla tych osr. Zwanym katem granicznym, promien zalamany ślizga się po granicy 2 osr.(kat zalamania 90stopni) jeśli światło pada na granice 2 osr. Pod katem większym niż kat graniczny to promien nie przechodzi do drugiego osrodka tylko ulega na granicy odbiciu- cal. Wewn. Odbiciu. DO pomiaru kata granicznego sluzy refraktometr, w badanym cwiczeniu w refrakt. Abbego roztwor sanowi warstwe plasko- rownolegla zawarta miedzy dwoma pryzmatami ze szkla, światło ulega calk. Wewn. Odbiciu na granicy roztwor-szklo, a odpowiedni ukl. Optyczny umożliwi pomiar kata granicznego, a skala na odczyt współ. Zalamania sw. W roztworze. Wartość współ. Zalamania w roztw jest wprost proporcjonalna do stężenia n=bc+a, n-wspol. Zalamania sw. C-stezenie roztworu, a,b-stale współczynniki zalezne od rodzaju roztworu. Światlo widzialne- to fale elektr. O dl fali od 380 do 720 nm, fala rozchodzi się w prozni z prędkością c=300 000km/s. Rozchodzenie się fal w przestrzeni polega na wzajemnym indukowaniu Pol elektr. I magnet. To znaczy zmienne wirowe pole magnetyczne idukuje zmienne wirowe pole elektr i odwrotnie. Pola SA opisane przez wektory natężenia pola magnetycznego H i elektr. E. Wektory SA do siebie prostopadle i do kierunku rozchodzenia się fali. W punkcie osrodka w którym rozchodzi się światło wektory zmieniaja długość zgodnie z zależności H=H0sin wt, E=Eo sin(wt+fi). Konce wektorow drgaja. Sw. Niespolaryzowane- gdy w wiazce swiatla orientacja fal elektr i magnet. Jest rozna. sw. Spolaryzowane liniowo. Jeśli w wiazce SA wyłącznie fale dla których orientacja w przestrzeni Pol elektr i magn. Jest taka sama. Plaszczyzna polaryzacji swiatla- pl. Wyznaczona w przestrzeni przez kierunek wiazki swiatla spolaryzowanego i kierunek drgan wektora natężenia pola elektrycznego. Sposoby polaryzacji swiatla- przy uzyciu kryształów anizotropowych- takich których wl. Fizyczne zaleza od kierunku. Np. turmalin. Jeśli stworzy się ukl. Złożony z 2 krysztalow polaryzujących światło to natez. Swiatla po przejsciu zalezy od wzajemnego położenia kryształów w przestrzeni. Pierwszy krysztal- polaryzator polaryzuje sw. Liniowo wyznacza w przestrzeni płaszczyznę polaryzacji, 2 krysztal analizator-po wyjsciu natężenie zalezy od kata jaki tworza płaszczyzny polaryzacji polaryzatora i analizatora w prawie Malusa-



Aktywność optyczna- zdolność subst do skrecania pl. Polaryzacji swiatla spolaryzowanego- cukry, kw. Winowy, olejek terpentynowy. Izomeria optyczna- wystepowanie 2 roznych odmian ten samej sust. Których czasteczki SA swoimi lustrzanymi odbiciami.
Plaszczyzna polaryzacji swiatla po przejsciu przez roztwor optycznie czynny jest skrecana o kat którego wartość jest wprost. Poporcj do stężenia roztworu- alfa=kcl, alfa- kat skrewienia pl. Polaryzacji c-stezenie, l-grubosc warstwy subst aktywnej optycznie, k- współ proporcjonalności. Refraktometr- badany roztwor nanosimy ma matowe szkiełko, za pomoca sruby obracajacej tak aby w polu widzenia rozgraniczenie pola jasnego i ciemnego było na srodku skrzyżowania nici. Odczytujemy na skali wartość współ zalamania swiatla w roztw. Równaniey= 0,0027x+1,3387, współczynnik zalamania n=1,372 Można obliczyc stezenie 1,379=0,0017+1,3387, x=19,8% Polarymetr pomiar jata skr. Płaszczyzny polaryzacji swiatla, napełniamy roztworem rurke polarymetryczna i umieszczamy ja w tubusie. Przed zalozeniem rurki sprawdzamy zero polarymetru, znajdujemy punkt na skali odpowiadający obrazowi o wszystkich elementach jednakowo zabarwionych.po włożeniu rurki widac ze srodkowa czesc pola widzenia zmienila kolor, szukamy nowego położenia tak żeby całość była jednakowego koloru. Odczytujemy roznice miedzy położeniem koncowym i poczakowim i t jest wlasnie kat skrecenia pl. Polaryzacji. Y=1,3x+0,6429 alfa=27 można obiczyc stezenie x=27+0,6429/1,3= 21%.
SOCZEWKI CIENKIE- rozmiary liniowe soczewki sa mniejsze od promieni krzywizny soczewki korzysta się z przybliżenia soczewki cienkiej- zaklada się 0 grubosc soczewki i rozpatruje się procesy zachodzące na zewnetrzych powierzchniach soczewki w srodkiem socz. Jest punkt w którym os optyczna soczewki przecina soczewke. Na zewn pow soczewy światło ule zalamaniu zgodnie z prawem zalamania. Rodzaje soczewek-dwuwypukla,plasko-wypukla,wklęsło-wypukla, dwuwklesla, plasko-wklesla, wypuklo-wklesla. Ognisko soczewki skupiającej- F punkt na osi optycznej w którym przecinaja się po przejsciu przez soczewke promienie swiatla padające na soczewke rownolegle do jej osi optycznej Ogniskowa f- odcinek łączący ognisko soczewki F z jej srodkiem geometrycznym O. Ognisko pozorne soczewki rozpraszającej F- punkt na osi optycznej w którym przecinaja się przedłużenia promieni swiatla padających na soczewke rownolegle do jej osi opt. Ogniskowa f- odc. Łączący odg. Pozorne soczewy z jej srodkiem 0. Własności soczewki ( polozenie ogniska i dl ogniskowej) zaleza od: promieni krzywizny soczewy R1 R2, współ. Zalamania swiatla materialu z którego wykonano soczewke, współ. Zalamania swiatla osrodka w którym umieszczono soczewke. Długość ogniskowej 1/f=(n/n0-1)*(1/R1+!/R2) Krzywizna soczewki dodatnia gry soczewka wypukla, ujemna gdy wklesla. Soczewka jest skupiajaca gdy jej ogniskowa jest dodatnia, rozpraszajaca gdy ogniskowa jest ujemna. Zdolność skupiajaca soczewki- D=1/f {1/m} Zdolność skupiajaca ukl soczewek lezacych możliwie blisko siebie rowna jesr smie zolnosci skupiających poszczególnych soczewek w układzie. Powstawanie obrazow w soczewce cienkiej- aby wyznaczyc obraz punktu w dowolnym ukl należy wyznaczyc bieg najmniej 2 promieni swiatla w tym ukl. Optycznym Jeśli obraz powstaje w punkcie przecięcia promieni swiatla to jest to obraz rzeczywisty- możemy go oglądać na ekranie, jeśli w punkcie przedluzej promieni o jest to obraz pozorny taki na ekranie nie powstaje. Obraz w soczewce rozpraszającej jest zawsze pozorny.Rownanie soczewki Odl obrazu od soczewy X i obrazu od soczewki Y spełniają równanie 1/x+1/y=1/f. Zależność dl ogniskowej od odległości obrazu od soczewki i przedmiotu od soczewki-f=Y*X/X+Y.