Category Archives: Optika

Stvorena najlakša boja na svijetu!

Naučnici su razvili novu boju koja odbija toplinu i štedi energiju, dolazi u bilo kojoj nijansi i trebala bi trajati stoljećima.

Stručnjaci su ovu kreaciju nazvali “plazmonska boja”. Ovaj nevjerojatan premaz odražava cijeli infracrveni spektar, tako da se apsorbira manje topline. Upotreba ove boje dovela bi do značajnih ušteda energije i smanjenja emisija ugljikovog dioksida.

Plazmonska boja je nova vrsta boje koja se stvara strukturalno kroz raspored nanočestica dvaju bezbojnih materijala – aluminija i aluminijevog oksida. Njihovim raspoređivanjem po aluminijskom ogledalu obloženom oksidom moguće je kontrolirati kako se svjetlost raspršuje, reflektira ili apsorbira. Ova strukturalna boja je tako lagana da dostiže svoju punu nijansu pri debljini od samo 150 nanometara i ima dug vijek trajanja jer su naučnici kombinirali svoje strukturne ljuskice boje s komercijalnim vezivom. Prema njihovim procjenama, ta bi boja mogla trajati stotinama godina.

Kroz kameru vašeg mobitela možete vidjeti infracrvenu svjetlost i otkriti skrivene kamere

Možete izuzetno jednostavno da provjerite da li je kamera vašeg mobilnog ljubimca opremljena mogućnošću detekcije infracrvene svjetlosti, korištenjem daljinskog upravljača televizora.

Pokrenite kamericu telefona, pa je usmjerite prema daljinskom upravljaču TV uređaja. Pritisnite neki taster na njemu i posmatrajte ekran telefona.

Ako je vaša kamera u stanju da detektuje infracrvenu svjetlost, ona će se prikazati kao stalna ili pulsirajuća svjetlost.

Pored toga, ako kamera na poleđini uređaja ne detektuje infracrvenu svjetlost, nije isključeno da to neće moći prednja, pa isprobajte i tu opciju.

Detekcija infracrvene svjetlosti putem kamere telefona može biti korisna ako želite da provjerite da li postoji skrivena kamera u nekom AirBnB ili nekom drugom privatnom smeštaju koji koristite, a ne smatrate ga pouzdanim. U takvim smještajima najbolje je što više zamračiti prostoriju, aktivirati kameru telefona i pregledati prostor.

Izvor: https://www.b92.net/tehnopolis/gadgets/evo-kako-vas-telefon-moze-da-prepozna-skrivene-kamere-2278284?fbclid=IwAR0KjnECszsoLdteO76Yqbkz7rvaGdhTaqNgzsu0R79eIf01s5uShf7kMcY

‘Najcrnije crnilo na svijetu’ je toliko crno da čini da 3D objekti izgledaju ravni

Još u 2014. i U.K. nanotehnička kompanija zvana Surrey NanoSystems kreirala je ono što je danas poznato kao Vantablack, ili „najcrnija crna“ na svijetu.

Vantablack je sastavljen od šume vertikalnih cijevi koje se „uzgajaju“ na supstratu korišćenjem modifikovanog procesa taloženja isparavanjem. Kada svjetlost udari u Vantablack, umjesto da odskače, postaje zarobljena i neprekidno se odbija u cijevima, s vremenom se apsorbira i raspršuje u toplinu.

Vantablack je toliko neverovatno nereflektirajući da apsorbuje 99,96 odsto svjetlosti koja ga pogodi.

Ipak, tek nedavno je kompanija najavila Vantablack 2.0, koji obećava da će biti još crniji od “najcrnijeg crnog”. Što je još nevjerovatnije, tokom ispitivanja, Surrey NanoSystems spektrometri nisu ga mogli ni otkriti.

A kada se dodaju bilo kojem predmetu rezultati su prilično ludi.

Naučnici su otkrili način da vide iza zidova?

Zajedno s letenjem i nevidljivošću, visoko na listi želja svakog djeteta je mogućnost da se vidi kroz zidine ili oko zidova ili drugih vizuelnih prepreka. Ta je sposobnost sada veliki korak bliže stvarnosti jer su naučnici sa Univerziteta Wisconsin-Madison i Universidad de Zaragoza u Španjolskoj, izvlačeći iz predavanja klasične optike, pokazali da je moguće slike složenih skrivenih scena slikati projiciranim ” virtualna kamera “da se vidi oko prepreka.

Tehnologija je opisana u današnjem izvještaju (5. augusta 2019.) u časopisu Nature. Nakon što se usavrši, mogla bi se koristiti u širokom rasponu primjena, od odbrane od katastrofe do proizvodnje i medicinskog snimanja. Rad je u velikoj mjeri financiran od strane američke Agencije za napredne istraživačke projekte Ministarstva obrane (DARPA) i NASA-e, koja tehnologiju predviđa kao potencijalni način da se zaviri u skrivene špilje na mjesecu i Marsu.


Tehnologije za postizanje onoga što naučnici nazivaju „snimanje bez pogleda“ razvijaju se već godinama, ali tehnički izazovi ograničili su ih na mutne slike jednostavnih scena. Izazovi koji bi mogli biti prevaziđeni novim pristupom uključuju snimanje daleko složenijih skrivenih scena, razgledavanje više uglova i snimanje video zapisa.

“Ovo snimanje bez snimanja vida već je neko vrijeme prisutno”, kaže Andreas Velten, profesor biostatistike i medicinske informatike sa Medicinskog fakulteta i javnog zdravlja UW-a i senior medicine i javnog zdravlja i viši autor novog studija. “Bilo je dosta različitih pristupa tome.”

Osnovna ideja snimanja izvan linije vida, kaže Velten, okreće se oko korištenja indirektne, reflektirane svjetlosti, svjetlosnog odjeka, kako bi se snimile slike skrivenog prizora. Fotoni iz hiljade impulsa laserske svjetlosti reflektiraju se sa zida ili neke druge površine prema zatamnjenom prizoru, a reflektirano, difuzno svjetlo odbija se do senzora spojenih na kameru. Upućene čestice svjetla ili fotoni potom se koriste za digitalnu rekonstrukciju skrivene scene u tri dimenzije.

“Šaljemo svjetlosne impulse na površinu i vidimo kako se svjetlost vraća, i iz toga vidimo što je u skrivenom prizoru”, objašnjava Velten.

Nedavni rad drugih istraživačkih grupa fokusiran je na poboljšanje kvaliteta regeneracije scene u kontroliranim uvjetima, koristeći male prizore s jedinim objektima. Rad predstavljen u novom Nature izvješću nadilazi jednostavne prizore i bavi se primarnim ograničenjima postojeće tehnologije snimanja nelinearnog vida, uključujući različite materijalne kvalitete zidova i površina skrivenih predmeta, velike varijacije svjetline različitih skrivenih objekata, složene međusobne refleksije svjetla između objekata u skrivenom prizoru i ogromne količine bučnih podataka korištenih za rekonstrukciju većih scena.

Ovi izazovi zajedno sprečili su praktične primjene novih sistema za snimanje nelinearnog vida.

Velten i njegovi kolege, uključujući Diega Gutierreza s Universidad de Zaragoza, preokrenuli su problem, sagledavajući ga kroz konvencionalniju prizmu primjenjujući istu matematiku koja se koristi za interpretaciju slika snimljenih konvencionalnim sistemima vida. Nova metoda nadmašuje uporabu jednog algoritma za obnovu i opisuje novu klasu algoritama za obradu slika koji imaju jedinstvene prednosti.

Konvencionalni sustavi, napominje Gutierrez, interpretiraju razdvojeno svjetlo kao valove, koji se mogu oblikovati u slike primjenom dobro poznatih matematičkih transformacija na svjetlosne valove koji se šire kroz sistem za obradu slike.

U slučaju snimanja nelinearnog vida, izazov snimanja skrivenog prizora, kaže Velten, rješava se reformulacijom problema snimanja nelinearnog vida u problem difrakcije talasa i zatim korištenjem dobro poznatih matematičkih formula pretvara se iz drugih slikovnih sistema radi tumačenja talasa i rekonstrukcije slike skrivene scene. Radeći to, nova metoda pretvara bilo koji difuzni zid u virtualnu kameru.


Ono što smo učinili bilo je da izrazimo problem pomoću talasa “, kaže Velten, koja također drži fakultetske termine na UW-Madisonovom odsjeku za elektrotehničko i računarsko inženjerstvo i na Odjelu za biostatistiku i medicinsku informatiku, a povezana je sa Morgridgeovim institutom za istraživanje i UW -Madison Laboratorija za optičku i računsku instrumentaciju. “Sistemi imaju istu osnovnu matematiku, ali otkrili smo da je naša rekonstrukcija iznenađujuće robusna, čak i koristeći stvarno loše podatke. To možete učiniti s manje fotona. ”

Koristeći novi pristup, Veltenov tim pokazao je da se skriveni prizori mogu zamisliti uprkos izazovima složenosti scene, razlikama u reflektorskim materijalima, raspršenom ambijentalnom svjetlu i različitim dubinama polja za objekte koji čine scenu.

Mogućnost suštinskog projiciranja fotoaparata s jedne površine na drugu sugerira da se tehnologija može razviti do točke u kojoj je moguće vidjeti oko više uglova:
“Da bi to učinili, svjetlost mora proći višestruke refleksije, a problem je kako odvojiti svjetlost koja dolazi s različitih površina? Ova” virtualna kamera “to može učiniti. To je razlog za složenu scenu: događa se više odskoka i složenost scene koju slikamo veća je od onoga što je ranije učinjeno. ”

Prema Veltenu, tehnika se može primijeniti za stvaranje virtualnih projiciranih verzija bilo kojeg sistema za obradu slika, čak i video kamera koje snimaju širenje svjetlosti kroz skrivenu scenu. Veltenov tim, u stvari, koristio je tehniku da stvori video transporta svjetlosti u skrivenom prizoru, omogućavajući vizualizaciju svjetlosti koja odskakuje do četiri ili pet puta, a što, prema naučniku iz Wisconsina, može biti osnova da kamere vide oko sebe više od jednog ugla.


Tehnologija bi se mogla dalje i dramatičnije poboljšati ako se mogu osmisliti nizovi senzora koji će uhvatiti svjetlost reflektiranu sa skrivene scene. Eksperimenti opisani u novom Nature dokumentu ovisili su o samo jednom detektoru.

U medicini ova tehnologija obećava stvari poput robotske hirurgije. Sada je vidno polje hirurga ograničeno, na primer, kada rade osjetljive postupke na oku, a tehnika koju je razvio Velten-ov tim mogla bi pružiti potpuniju sliku onoga što se događa oko zahvata.

Osim što pomaže u rješavanju mnogih tehničkih izazova snimanja nelinearnog vida, tehnologija, napominje Velten, može biti i jeftina i kompaktna, što znači da su aplikacije u stvarnom svijetu samo pitanje vremena.

Izvor:

  1. Xiaochun Liu, Ibón Guillén, Marco La Manna, Ji Hyun Nam, Syed Azer Reza, Toan Huu Le, Adrian Jarabo, Diego Gutierrez & Andreas Velten. Non-line-of-sight imaging using phasor-field virtual wave optics. Nature

Zbogom Aberacija: Fizičar je rješio optički problem star 2000 godina

Vidite, sočiva su napravljena od sfernih površina. Problem nastaje kada svjetlosne zrake idu izvan centra leće ili udaraju pod uglom i ne mogu biti fokusirane na željenu udaljenost u tački zbog razlika u refrakciji.

Zbog toga je središte slike oštrije od uglova. Što dovodi do nebrojenih YouTube recenzija o objektivima. I bezbroj sati sata. I čini da oglašivači i YouTuberi budu zadovoljni.

U svojoj knjizi 1690., Treatise on Light, astronom Christiaan Huygens ističe da su i Isaac Newton (najveći naučnik svih vremena) i Gottfried Leibniz (posljednji univerzalni genij) pokušali riješiti problem, ali nisu mogli:

Kao što se zapravo dogodilo dva istaknuta geometra, Njutn i Lajbnic, u vezi sa problemom figure naočala za sakupljanje zraka kada je jedna od površina data.



Prikladno je spomenuti da je Newton izumio teleskop koji je riješio kromatsku aberaciju, ali ne i sfernu aberaciju.

U članku iz 1949. koji je objavljen u Zborniku Kraljevskog društva, Wasserman i Wolf formulirali su problem – kako dizajnirati objektiv bez sferne aberacije – na analitički način, i od tada je poznat kao problem Wasserman-Wolf.

Oni su “predložili da se koriste dvije asferične susjedne površine kako bi se ispravile sferne i komine aberacije, s rješenjem koje se sastoji od dvije istovremene diferencijalne jednadžbe prvog reda, koje su riješene numerički prema Malacara-Hernández et al.”

Drugim riječima, rješenje je aproksimacija riješena numeričkom analizom (brutalna s računalima), a ne definitivna. Štaviše, rješenje je uključivalo asferične elemente, koje je teže izraditi na precizan način i stoga su skuplji.

Do današnjeg dana, kada vidite da vaše sočivo ima asferične elemente za ispravljanje optičkih aberacija i da vam daje oštrije slike širom otvorene, možete zahvaliti Wasserman-Wolf-u.

Međutim, važnost rješavanja ovog problema prevazilazi davanje oštrije slike vaših stopala za devet Instagram sljedbenika. To bi pomoglo da se bolje i jeftinije proizvedu optički sistemi u svim oblastima, bilo da su to teleskopi, mikroskopi i sve što je između.



Kao što možete zamisliti, svi su pokušavali.

Rješenje
Brzo naprijed do 2018. godine, kada je Héctor A. Chaparro-Romo, doktorant na Nacionalnom autonomnom univerzitetu Meksika (UNAM), koji je pokušavao riješiti ovaj problem 3 godine, pozvao Rafaela G. González-Acuña, doktorskog studenta iz Tec de Monterrey, da mu pomogne da rješi problem.

U početku, Gonzalez nije želio da posveti sredstva onome što je znao da je milenijumski problem, nemoguć za riješiti problem. Ali na insistiranje Ectora Chaparra, odlučio je prihvatiti izazov.

Nakon višemjesečnog rada na rješavanju problema, Rafael González se prisjeća: „Sjećam se jednog jutra kad sam sebi napravio Nutellu, kad sam iznenada rekao glasno: Majke! Tamo je! ”

(Napomena: “Madres” je španjolska riječ koja znači, naravno, mnoge mame. Ali u ovom kontekstu ona je ekvivalentna izrazu “Sveti š * t!” Na engleskom, ili, u manjoj mjeri, “Eureka!” na grčkom.)

Potom je otrčao do svog kompjutera i počeo da programira ideju. Kada je izvršio rješenje i vidio da radi, kaže da je skočio posvuda. Nije jasno da li je završio sa jelom Nutelle i hljeba.

Nakon toga, dvojac je izveo simulaciju i izračunao efikasnost sa 500 zraka, a rezultirajuće prosječno zadovoljstvo za sve primjere je bilo 99,9999999999%. Što je, naravno, odlična vijest za pregledivače opreme na YouTube-u, jer će i dalje moći raspravljati o 0.0000000001% razlike u oštrini među brendovima objektiva.

Njihovi nalazi su objavljeni u članku Opšta formula za dizajn dvo-asfernih singletnih leća bez sferne aberacije, u časopisu Applied Optics.



Slika ispod prikazuje algebarsku formulu. “U ovoj jednadžbi opisujemo kako bi se obliku druge asferične površine datog objektiva trebala dati prva površina, koju pruža korisnik, kao i udaljenost između objekta i slike”, objašnjava González. “Druga površina je takva da ispravlja svu aberaciju koju stvara prva površina, a sferna aberacija je eliminisana.”

Formula rješava problem Wasserman-Wolf-a, koji je analitički formuliran 1949. godine, ali naučnicima je poznat oko 2000 godina.

Problem Levi-Civita
Kao dio ovog istraživanja, Rafael G. González-Acuña, Alejandro Chaparro Romo i Julio Gutiérrez Vega također su objavili članak „Opća formula za dizajniranje slobodnog singleta bez sferne aberacije i astigmatizma“ u primijenjenoj optici, gdje oni daju analitičko rješenje Problem Levi-Civita formulisan 1900. godine.

Problem Levi-Civite, koji je postojao bez rješenja više od jednog vijeka, takođe je smatran mitski velikim problemom.

Važno je napomenuti da su oba rješenja – problem Wasserman-Wolf i problem Levi-Cita – analitički, sa simboličnom matematikom. To znači da je rješenje problema, bez obzira na to kako mijenjate ulazne varijable, jedinstveno, a ne aproksimacija.



Dakle… možemo li očekivati ​​jeftinije i bolje leće?

Bolje? Da. Zaista jeftinije tu i tamo.

Jeftinije? Vjerovatno ne. Iako će objektivi biti jeftiniji za proizvodnju, imajte na umu da jednom kad neko označi naljepnicu “made for photographers” na proizvodu, cijena je višestruko veća zbog “dodane vrijednosti” vaše umjetnosti.

Izvor: https://petapixel.com/2019/07/05/goodbye-aberration-physicist-solves-2000-year-old-optical-problem/?fbclid=IwAR3w2Za5QFfD6odPGlEc_g6NSUo7eYFz0AVIYUpU6v5nMBxGJZBFdQ5A43Y

Prema fizici plave oči u stvari ne postoje, one su trik prirode! Ovo je razlog zašto…

Obojeni dio očiju naziva se “Iris”. Sastoji se od prednjeg ograničavajućeg sloja, stroma, dilatatora i epitelija.

Stroma je napravljena od preklapajućih bezbojnih vlakana.

U smeđim očima ova vlakna sadrže tamne melaninske ćelije. Te ćelije su ono što čini oči u smeđima.

Ali ‘Plave oči’ imaju potpuno bezbojna vlakna u stromi. Uopšte ne sadrže pigment.


Bezbojna vlakna u stromi razbacuju dolazno svetlo kao i nebo ili okean. Pošto plavo svetlo se najefikasnije raspršuje ono postaje plavo.

Nebo nije zapravo plavo, okean nije stvarno plav, pojavljuju se na ovaj način zbog fenomena rasejanja svjetlosti.

Plave oči nisu zapravo plave, one su bez boje, ali se pojavljuju plave zbog istog fenomena.

To znači da plave oči nemaju postavljenu boju. One su samo trik svjetlosti.

Oni mogu promeniti nijanse u zavisnosti od količine dostupne svjetlosti u bilo kom trenutku.

Kada kažemo ‘imaju oči plave boje kao nebo’ to bukvalno znači da su one bezbojne poput neba. Ipak, oni su plavi, jer ih tako i doživljavamo.



Baš kao što nebo nije određene boje i može biti plav, vanila, narandžast i pun zvijezda, ovaj set očiju može promjeniti boju u zavisnosti od svjetlosti koja se odbija od njih.

Dakle, sljedeći put kada vidite nekog s ‘plavim očima’ shvatite da su plave, isključivo zbog činjenice da vidite raspršenu svjetlost koja se odbija od njih.

Bez tebe bi bile bezbojne.

Izvor: https://www.lifecoachcode.com/2017/04/16/blue-eyes-dont-actually-exist/

4 optičke iluzije koje mijenjaju pogled na svijet

• Šoljice

Ako bolje pogledate vidjet ćete da su ove dvije šoljice iste veličine.

• Toranj u Pizi

Toranj na desnoj strani izgleda više naget iako su slike iste. Razlog je što različiti dijelovi mozga procesuiraju lijevu i desnu stranu.


• Ljuto lice

Koje lice izgleda ljuto zavisi od toga s koje daljine gledate na ova lica.

• Muško ili žensko

Radi se o slici iste osobe, ali lijeva ima više kontrasta na sebi pa izgleda žensko.


Dodjeljena je Nobelova nagrada za fiziku za 2018 godinu za otkrića iz fizike lasera

Nobelova nagrada za fiziku 2018. dodijeljena je “za inovativne izume u području laserske fizike” s pola nagrade za Arthura Ashkina “za optičke pincete i njihovu primjenu na biološke sisteme”, a druga polovica za Gérardom Mourou i Donna Stricklandom “za njihovu metodu stvaranja visokosenzitivnih, ultra kratkih optičkih impulsa “.”

Arthur Ashkin izumio je optičke pincete koje mogu zgrabiti čestice, atome, viruse i druge žive ćelije sa svojim laserskim snopovima. Ovaj novi alat omogućio je Ashkin da ostvari stari san naučne fantastike – upotrebu pritiska svjetlosnog zračenja za pomicanje fizičkih objekata. Uspio je pomoću laserskog svjetla da pomjeri male čestica prema centru snopa i da ih zadrži tamo. Tako su izumljene optičke pincete.


Glavni proboj došao je 1987. godine, kada je Ashkin koristio pincete za hvatanje živih bakterija bez da ih ošteti. On je odmah počeo da proučava biološke sisteme
i danas se pincete široko koriste za istraživanje.

Gérard Mourou i Donna Strickland su otvorili put
prema najkraćim i najintenzivnijim laserskim pulsevima koje je ikad stvorilo čovječanstvo. Njihov revolucionarni članak je bio objavljen 1985. i bio je osnova Stricklandove doktorske teze.

Koristeći genijalan pristup, uspjeli su da stvore
ultrakratki laserski puls visokog intenziteta bez uništenja amplificirajučeg materijala.

Prvo su proširili puls lasera na vrijeme kako bi smanjili njegovu maksimalnu snagu, a zatim su ga pojačali
i konačno kompresovali. Ako je puls na vrijeme kompresovan i postao kraći, onda se više svjetla puni
zajedno u istom malom prostoru – intenzitet pulsa
dramatično se povećava.
Strikland i Mourouova nova izmišljena tehnika,
nazvana čirno pulsno pojačanje, CPA, ubrzo postaje standard za sljedeće lasere visokog intenziteta. Njene upotrebe uključuju milione korektivnih operacija očiju koje se vode svake godine koristeći oštre laserske pulseve.
Nebrojena moguća područja primjene još uvijek nisu sva ni istražena, ali i sad ovi izumi nam omogućavaju da istražujemo mikrosvijet u duhu Alfreda Nobela – za najveću korist čovječanstvu.


Nagrada je u vrijednosti od 860 000 eura.

Zanimljivosti su što je nagrada dodijeljena prvoj ženi Donni Struckland nakon 55 godina, a druga zanimljivost je nagrada dodijeljena Arthuru Ashkinu koji ima 96 godina! On je rekao da sumnja da će imati vremena da daje interviju za medije jer je zauzet pripremom objavljivanja novog naučnog članka.

Izvor: Nobel Prize

Koliko ekvivalentnih megapiksela ima ljudsko oko?

Oko nije jedan fotoaparat za snimanje. Ono je više poput više video kamera. Oko se brzo kreće u malim ugaonim količinama i kontinuirano ažurira sliku u mozgu da “oboji” detalje. Imamo i dva oka, a naši mozgovi kombiniraju signale kako bi dodatno povećali razlučivost. Također obično premještamo oči oko prizora kako bismo prikupili više informacija. Zbog ovih čimbenika, oko i mozak okupljaju veću sliku rezolucije nego što je moguće s brojem fotoreceptora u retini. Dakle, ekvivalentni broj megapiksela u nastavku odnose se na prostorne pojedinosti na slici koja bi bila potrebna da pokaže ono što ljudsko oko može vidjeti kad gledate prizor.


Na temelju gore navedenih podataka za rješavanje ljudskog oka, pokušajmo prvo “mali” primjer. Razmotrite pogled ispred vas koji je 90 stupnjeva sa 90 stupnjeva, poput gledanja kroz otvoreni prozor. Broj piksela bi bio
90 stupnjeva * 60 luk-minuta / stupanj * 1 / 0.3 * 90 * 60 * 1 / 0.3 = 324.000.000 piksela (324 megapiksela).
U bilo kojem trenutku, zapravo ne vidite toliko piksela, ali vaše oko se kreće po sceni da bi vidilo sve pojedinosti koje želite. Ali ljudsko oko zaista vidi veće vidno polje, blizu 180 stupnjeva. Budimo konzervativni i koristimo 120 stupnjeva za vidno polje. Onda bismo vidjeli
120 * 120 * 60 * 60 / (0,3 * 0,3) = 576 megapiksela.
Cijeli kut vizije čovjeka zahtijevao bi još više megapiksela. Ova vrsta detalja slike zahtijeva snimanje velikog formata za snimanje.

Izvor: Clark Vision

Šta je to difrakcija ili ogib svjetlosti?

Prikaz ogiba kada je otvor na zapreci jednak valnoj duljini vala.





Prikaz ogiba kada je otvor na zapreci 5 puta veći od valne duljine vala.

Ogib ili difrakcija je fizikalna pojava koja nastaje zbog skretanja valova iza ruba zapreke na koju valovi naiđu. Ako, naime, valovi naiđu na neku zapreku kojoj su dimenzije približne duljini vala, zbog ogiba će, u sjeni koju čini zapreka, nastati interferencija valova koji dolaze s jednog i drugoga ruba zapreke. Ogib se zapaža u sjeni svih vrsta valova, na primjer mehaničkih valova (valovi na površini vode, zvučni valovi), elektromagnetskih valova i valova tvari. Uočavanje ogiba svjetlosnih valova prva je eksperimentalna potvrda valne prirode svjetlosti. Ogib je prvi zamijetio talijanski astronom Francesco Maria Grimaldi (1618. – 1663.), a teoriju je utemeljio Augustin Jean Fresnel.




Ako se na put svjetlosnih zraka, koje izlaze iz nekoga točkastoga svjetlosnog izvora, stavi na dovoljnoj udaljenosti tanka žica, ili ako se svjetlost propusti kroz usku pukotinu, na zastoru neće nastati oštra granica između osvijetljenoga dijela zastora i sjene, nego se na rubu sjene zapažaju tamne i svijetle pruge. Te pruge nastaju interferencijom svjetlosnih zraka koje zbog ogiba dolaze s jedne i druge strane zapreke. Ogib svjetlosti na sitnim česticama koje su raspršene u nekom prozirnom sredstvu, na primjer na česticama sitne prašine u zraku, čini da se te čestice zapažaju kao svijetle točkice ako ih se motri sa strane od upadne svjetlosti. Ogib svjetlosti na kapljicama vode, odnosno na sitnim kristalićima leda u atmosferi daje vijenac, odnosno krug oko Sunca i Mjeseca (halo). Zbog ogiba postoji ograničenje u moći razlučivanja optičkih instrumenata. U optičkom instrumentu od točkastog izvora svjetlosti ne nastaje točkasta slika, nego svijetao kružić, oko kojega se nalaze svijetli i tamni kolobari nastali ogibom na ulaznom otvoru instrumenata. Ako su dvije točke predmeta, koji se motri optičkim instrumentom, previše blizu jedna drugoj, zbog nastale slike svijetlih kružića ne može se uočiti radi li se o jednoj ili o dvjema točkama predmeta, to jest postoji ograničenje u razlučivanju detalja. Primjene su ogiba svjetlosti različite, a najznačajnija je primjena kod optičke rešetke za dobivanje spektara. Ogib rendgenskih zraka na kristalu pokazuje da je rendgensko zračenje valne naravi, a s pomoću ogiba rendgenskoga zračenja na različitim kristalima (Laueov difraktogram) može se odrediti smještaj atoma, odnosno iona u kristalu. Ogib elektrona, protona i neutrona na kristalima dokaz je valne naravi čestica, to jest de Broglieve teorije o valovima tvari.

Objašnjenje pojave

Pojava se objašnjava Huygensovim načelom. Do ogiba dolazi kod prostiranja valova svih vrsta elektromagnetskih valova (svjetlost, rendgenske zrake, radio valova), zvučnih valova i tako dalje. Osim toga difrakcija je potvrđena i kod fizičkih tijela na atomskoj razini, jer i čestice pokazuju valne osobine i u ovom slučaju pojava se može objasniti načelima kvantne mehanike. Iako do difrakcije dolazi kad god val naiđe na prepreku, učinci ogiba su najuočljiviji kada je veličina otvora (prepreke) reda veličine valne duljine vala. Najpovoljnija situacija za promatranje difrakcije je kada val nailazi na prepreku koja ima više bliskih otvora pomenutih dimenzija jer se tada na zaslonu formira difrakcijsko – interferencijska slika uslijed različitih putanja kojima se novonastali valovi prostiru.

Uzmimo točkasti izvor svjetlosti i stavimo ispred njega neprozirni zastor na kojem se nalazi mala pukotina, probušena iglom, a dalje iza njega drugi, bijeli zastor. Svjetlost koja prolazi kroz otvor dat će na drugom zastoru svijetli krug, opkoljen izmjenično svijetlim i tamnim prstenovima. Ta pojava pokazuje, kao što smo već vidjeli u znanosti o valovima, da se svjetlost kod prolaza kroz vrlo uske pukotine ne širi pravocrtno nego se savija, odnosno ugiba oko ruba.



Na rubovima neprozirnih tijela ne nastaje kod širenja svjetlosti potpuna sjena, nego se svjetlost širi i iza ugla. Savijanje svjetlosti oko neprozirnih tijela i njeno odstupanje od pravocrtnog širenja zove se ogib ili difrakcija’. Zbog ogiba Sunčeve svjetlosti na molekulama kemijskih tvari koje se nalaze u atmosferi svijetli nebo modro i to zato što je veća difrakcija modre nego crvene svjetlosti. Budući da je svjetlost valovito gibanje, to Huygensovo načelo vrijedi i u optici. Huygensovo načelo kaže da svaka čestica sredstva do koje dođe valovito gibanje postaje izvor novih istovrsnih valova.

Učinak difrakcije je prvi put detaljno objasnio Francesco Maria Grimaldi koji je pojavi dao ime polazeći od latinske riječi diffringere, što znači “razbiti u komade”. Rezultati do kojih je Grimaldi došao su objavljeni posthumno 1665. Isaac Newton isto je proučavao učinke vezane za difrakciju. Thomas Young je izveo poznati pokus 1803. demonstrirajući interferenciju valova na dva bliska otvora. Ovaj pokus mu je pomogao doći do zaključka da se svjetlost prostire kao val, nasuprot tvrdnjama mnogih znanstvenika da svjetlost ima čestičnu prirodu, to jest tvrdnjama da je svjetlost sastavljena od čestica.

Fresnelov ogib
Fresnelov ogib je uređaj s kružnim otvorom kojim je Augustin Fresnel proučavao ogib i na temelju toga dao valnoj teoriji svjetlosti Christiaana Huygensa strogi matematički oblik, postavivši integral koji daje iradijanciju figure ogiba u promatranoj točki.

  1. ogib (difrakcija), “Hrvatska enciklopedija”, Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
  2. Velimir Kruz: “Tehnička fizika za tehničke škole”, “Školska knjiga” Zagreb, 1969.

Tekst je u cjelosti kopiran sa Wiki nakon što je detaljno privjerena mu ispravnost.