Fala elektromagnetyczna - zaburzenie w postaci zmiennego pola elektrycznego i magnetycznego, rozchodzące się w przestrzeni. Fala elektromagnetyczna to fala poprzeczna, która bez względu na swoją częstotliwość w próżni rozchodzi się ze stałą prędkością - prędkością światła wynoszącą ok. 300 000 km/s. W zależności od częstotliwości fale radiowe można podzielić na kilka rodzajów, charakteryzujących się różnymi właściwościami. Jednak bez względu na rodzaj fali, każda z nich podlega takim samym prawom odbicia, załamania, dyfrakcji, czy interferencji.

Rodzaje fal elektromagnetycznych:

- fale radiowe

- mikrofale - wykorzystywane w komunikacji satelitarnej, telefonach komórkowych i kuchenkach mikrofalowych

- promieniowanie podczerwone - wykorzystywane w transmisji danych, oraz w technice militarnej.

- promieniowanie widzialne - światło widzialne, promieniowanie które jest rejestrowane przez nasze oczy dzięki czemu jesteśmy w stanie widzieć otaczający nas świat.

- promieniowanie ultrafioletowe - to dzięki niemu nasza skóra jest pięknie opalona w lecie, promieniowanie to także zabija bakterie i jest wykorzystywane w kryminalistyce.

- promieniowanie rentgenowskie - szeroko wykorzystywane w medycynie do robienia prześwietleń ciała, także wykorzystywane do badania struktury materii w wyniku jego dyfrakcji na strukturze krystalicznej.

- promieniowanie gamma - zabija drobnoustroje, dzięki czemu stosuje się je do sterylizacji narzędzi chirurgicznych, oraz w przemyśle spożywczym w celu zapewnienia żywności jak najdłuższego okresu przydatności do spożycia, wykorzystuje się je także w radioterapii w leczeniu nowotworów.

Odbiór fal elektromagnetycznych

Odbiornik fal elektromagnetycznych - układ elektryczny, którego głównymi częściami jest cewka i kondensator. Układ ten odbiera fale elektromagnetyczne docierające do niego.

Nadajnik fal elektromagnetycznych - urządzenie emitujące fale elektromagnetyczne, a dokładniej emitujące tzw. falę elektromagnetyczną - nośną. Fala taka charakteryzuje się określoną częstotliwością, tzw. częstotliwością nośną.

Fala modulowana - jest to fala nośna, na którą została nałożona fala o częstotliwości odpowiadającej częstotliwości fali akustycznej.

Demodulator - jest to urządzenie znajdujące się w odbiorniku, którego zadaniem jest oddzielenie drgań modulujących o częstotliwości fali akustycznej od fali nośnej.

Optyka

Optyka - nauka zajmująca się naturą światła i jego oddziaływaniem z materią.

Źródło światła - jest to każde ciało, które jest w stanie emitować promieniowanie elektromagnetyczne widzialne, kosztem innych form energii.

Prędkość światła - prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej w danym ośrodku. W próżni prędkość światła wynosi ok. 300 000 km/s, jest to największa prędkość obserwowalna w przyrodzie. Oznacza się ją zwyczajowo literką c.

Zjawisko załamania fali - jest to efekt jaki można obserwować w czasie przejścia fali przez granicę dwóch ośrodków. Spowodowane jest różnymi prędkościami rozchodzenia się fali w tych ośrodkach.

Energia fali - jest to energia jaką niesie ze sobą fala. Fale o dużej częstotliwości charakteryzują się energiami większymi niż fale o niskiej częstotliwości. W wyniku oddziaływania fal elektromagnetycznych z materią, energia fali może zostać przekazana materii.

Widmo fal elektromagnetycznych - jest to rodzaj uszeregowania fal elektromagnetycznych ze względu na ich częstotliwość (czyli także długość fali). Fale z danego zakresu częstotliwości różnią się pod względem właściwości od fal z innego zakresu częstotliwościowego.

Światło - promieniowanie widzialne - jest to promieniowanie elektromagnetyczne rejestrowane przez oko ludzkie. Dzięki temu promieniowanie to jest źródłem najważniejszej informacji dla nas o otaczającym nas świecie, bowiem dzięki niemu wiemy jak on wygląda. Długości fal promieniowania widzialnego mieszczą się w zakresie od ok. 400 nm. (barwa czerwona) do 700 nm. (barwa fioletowa). Głównym źródłem światła na Ziemi jest Słońce. Światło jest doskonałym przykładem unoszenia energii przez falę elektromagnetyczną. Wszyscy doskonale wiemy, że jak świeci Słońce to robi się cieplej. Nie jest łatwo odpowiedzieć na pytanie czym tak naprawdę jest światło, bowiem przejawia ono dwoistą naturę. Efekt ten określany jest mianem dualizmu korpuskularno - falowego. Otóż w niektórych sytuacjach światło zachowuje się tak jakby było falą, a z kolei w innych sytuacjach jakby było strumieniem cząstek. W ośrodkach jednorodnych światło rozchodzi się po liniach prostych.

Dyfrakcja fali - zjawisko ugięcia się fali

Interferencja fal - zjawisko nakładania się fal

Fale spójne - są to takie fale które charakteryzują się taką samą częstotliwością, i tą samą fazą.

Laser - źródło światła, które emituje światło o dobrze określonej długości fali (światło monochromatyczne) i spójne.

Promień świetlny - linia wzdłuż której rozchodzi się światło widzialne

Ośrodek optyczny - jest to ośrodek w którym propaguje się światło

Ośrodek optyczny, jednorodny - jest to taki ośrodek, w którym w każdym punkcie objętości właściwości fizykochemiczne są takie same.

Optyka geometryczna - dział optyki, który opisuje to w jaki sposób rozchodzi się światło, uwzględniając, że rozchodzi się ono po liniach prostych. Optyka geometryczna nie zajmuje się zjawiskami dyfrakcji i interferencji światła.

Prawo odbicia - kąt padania wiązki światła jest równy jej kątowi odbicia. Padający promień światła, odbity promień światła, oraz prosta prostopadła do powierzchni padania leżą w tej samej płaszczyźnie.

Załamanie światła - jest to zjawisko polegające na zmianie kierunku rozchodzenia się wiązki światła, na skutek przejścia z jednego ośrodka do drugiego.

Prawo załamania:

n1 sin α = n2 sin β

gdzie n1 - współczynnik załamania w ośrodku 1

n2 - współczynnik załamania w ośrodku 2

α - kąt padania (czyli kąt pomiędzy normalną do powierzchni padania, a kierunkiem wiązki padającej)

β - kąt załamania (czyli kąt pomiędzy normalną do powierzchni padania, a kierunkiem wiązki załamanej).

Rozszczepienie światła - jest to rozbicie wiązki światła, na jej składowe barwy. Zjawisko to wynika z istnienia dyspersji światła, czyli inaczej załamuj się barwa czerwona, a inaczej barwa fioletowa.

Zwierciadło płaskie - wypolerowana, gładka powierzchnia, która charakteryzuje się bardzo wysokim współczynnikiem odbicia światła białego. Za pomocą zwierciadła płaskiego otrzymuje się obrazy które są:

- pozorne

- proste

- symetryczne względem położenia zwierciadła

- takiego samego rozmiaru co obiekt rzeczywisty

Obraz pozorny - jest to obraz jaki powstaje w wyniku przedłużenia odbitych, bądź załamanych promieni świetlnych. Przez to nie jest możliwe uzyskanie go na jakimkolwiek ekranie.

Obraz rzeczywisty - jest to obraz jaki powstaje w miejscu skupienia się promieni odbitych, bądź załamanych. Możliwe jest uzyskanie obrazu na ekranie, który to jest ustawiony w miejscu przecięcia się promieni.

Zwierciadło kuliste - jest to sferyczna, gładka, wypolerowana powierzchnia, która podobnie jak zwykłe zwierciadło charakteryzuje się wysokim współczynnikiem odbicia. Jednak w odróżnieniu od niego, powierzchnię odbijającą stanowi sfera.

Zwierciadło wklęsłe - jest to zwierciadło kuliste, którego powierzchnią odbijającą jest wewnętrzna strona sfery. Ten typ zwierciadła jest szeroko wykorzystywany, min. w reflektorach samochodowych, w latarkach, w teleskopach.

Ogniskow - jest to punkt położony na głównej osi optycznej, w którym to zbiegają się wszystkie promienie świetlne (lub ich przedłużenia - ognisko pozorne) załamane (w przypadku soczewki), bądź odbite (w przypadku zwierciadła kulistego), które wpierw biegły równolegle do siebie (zanim padły na soczewkę lub zwierciadło kuliste).

Ogniskowa - jest to odległość ogniska od środka soczewki, bądź zwierciadła.

Płytka równoległościenna - jest to płytka, o kształcie prostopadłościanu, wykonana z materiału przepuszczającego światło widzialne.

Pryzmat - jest to bryła szkła, o kształcie graniastosłupa, którego podstawą jest trójkąt. Pryzmat pełni znaczącą rolę w optyce, gdyż dzięki zjawisku podwójnego załamania, jest on w stanie rozszczepić światło widzialne, na jego barwy składowe, dzięki czemu jesteśmy w stanie obserwować widmo światła białego.

Soczewka - jest to bryła szkła, oszlifowana, wypolerowana, ograniczona dwiema powierzchniami sferycznymi, lub jedną sferyczną a drugą płaską.

Soczewka skupiająca - jest to soczewka, która powoduje skupienie się wiązki równoległych promieni świetlnych które przez nią przeszły w jednym punkcie - w ognisku.

Soczewka rozpraszająca - jest to soczewka, która powoduje rozproszenie się wiązki równoległych promieni świetlnych, które przez nią przeszły.

Ognisko rzeczywiste - jest to punkt w którym skupiają się promienie świetlne po przejściu przez soczewkę.

Ognisko pozorne - jest to punkt w którym skupiają się przedłużenia promieni świetlnych po rozproszeniu ich przez soczewkę.

Zdolność skupiająca soczewki - D =1/f. Im większa ogniskowa tym mniejsza zdolność skupiająca, natomiast im mniejsza tym lepsza zdolność skupiająca soczewki.

Cień - jest to obszar znajdujący się za oświetlonym obiektem, do którego w ogóle nie dociera światło. Cień powstaje gdy źródło światła jest dużo mniejsze niż obiekt.

Półcień - jest to obszar znajdujący się za oświetlonym obiektem, obszar ten jest częściowo oświetlony. Półcień powstaje gdy źródło światła jest dużo większe niż obiekt.