Skip to main content
Global

25.0: Utangulizi wa Optics ya Kijiometri

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    183798

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Optics jiometri

    Mwanga kutoka ukurasa huu au skrini hutengenezwa kuwa picha na lens ya jicho lako, kama vile lens ya kamera iliyofanya picha hii. Vioo, kama lenses, vinaweza pia kuunda picha ambazo zinatekwa na jicho lako.

    Watu wenye nguo nyeupe zilizofunikwa kutoka kichwa hadi toe na kuvaa kinga za rangi ya bluu wanafanya kazi katika mazingira ya maabara ya utafiti, mtu mmoja akiwa na mwanga wa flash na kuchambua na mwingine akisoma muswada na kadhalika. Picha zao zinaonekana kwenye kioo cha rangi ya juu ya meza ya kazi.
    Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Image kuonekana kama matokeo ya kutafakari mwanga juu ya ndege laini uso. (mikopo: NASA Goddard Picha na Video, kupitia Flickr)

    Maisha yetu yanajazwa na mwanga. Kupitia maono, yenye thamani zaidi ya akili zetu, mwanga unaweza kuleta hisia za kiroho, kama vile tunapoona jua kubwa la jua au kuona upinde wa mvua unaovunja mawingu. Mwanga unaweza pia kutupendeza tu kwenye ukumbi wa michezo, au kutuonya kuacha kwenye makutano. Ina matumizi yasiyohesabika zaidi ya maono. Mwanga unaweza kubeba ishara za simu kupitia nyuzi za kioo au kupika chakula katika tanuri ya jua. Maisha yenyewe hayakuweza kuwepo bila nishati ya mwanga. Kutoka kwa photosynthesis katika mimea hadi jua la joto la mnyama mwenye damu baridi, ugavi wake wa nishati ni muhimu.

    Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Upinde wa mvua mara mbili juu ya bahari ya Pocitos huko Montevideo, Uruguay. (mikopo: Madrax, Wikimedia Commons)

    Tayari tunajua kwamba mwanga unaoonekana ni aina ya mawimbi ya umeme ambayo macho yetu hujibu. Ujuzi huo bado unaacha maswali mengi kuhusu hali ya nuru na maono. Je! Rangi ni nini, na macho yetu yanaionaje? Kwa nini almasi huangaza? Jinsi gani mwanga kusafiri? Je, lenses na vioo huunda picha? Hizi ni maswali machache ambayo yanajibiwa na utafiti wa optics. Optics ni tawi la fizikia linalohusika na tabia ya nuru inayoonekana na mawimbi mengine ya sumakuumeme. Hasa, optics inahusika na kizazi na uenezi wa mwanga na mwingiliano wake na suala. Nini tumejifunza kuhusu kizazi cha mwanga katika utafiti wetu wa uhamisho wa joto na mionzi itapanuliwa juu ya mada ya baadaye, hasa yale ya fizikia ya atomiki. Sasa, tutazingatia uenezi wa mwanga na ushirikiano wake na suala.

    Ni rahisi kugawanya optics katika sehemu mbili kuu kulingana na ukubwa wa vitu ambavyo hukutana na mwanga. Wakati mwanga unapoingiliana na kitu ambacho ni mara kadhaa kubwa kama wavelength ya nuru, tabia yake inayoonekana ni kama ile ya ray; haionyeshi sifa zake za wimbi. Tunaita sehemu hii ya optics “optics ya kijiometri.” Sura hii itazingatia hali kama hizo. Wakati mwanga unaingiliana na vitu vidogo, ina sifa maarufu za wimbi, kama vile kuingiliwa kwa kujenga na uharibifu. “Wave Optics” itazingatia hali kama hizo.