אופטיקה

אוֹפְּטִיקָהיוונית עתיקה: ops - עין, optikos - הקשור לראייה[1]) היא תחום בפיזיקה המתאר את התכונות וההתנהגות של האור, ואת יחסי הגומלין בין אור לחומר. אופטיקה מסבירה תופעות אופטיות, שמצידן מדגימות את עקרונות האופטיקה.

האופטיקה נוכחת בחיי היום-יום: עדשת העין האנושית פועלת על-פי עקרונותיה, ותופעות רבות בהן הקשת בענן, פאטה מורגנה (מיראז'), ההילה סביב הירח או השמש, "כלבי השמש", ההבזק הירוק ועוד, הן אופטיות.

תחום האופטיקה מוקדש בדרך-כלל לתיאור ההתנהגות של אור נראה, אור תת-אדום, ואור על-סגול על הספקטרום האלקטרומגנטי; אולם היות שאור הוא קרינה אלקטרומגנטית, תופעות מקבילות מתרחשות גם בקרני רנטגן, קרינת מיקרוגל, גלי רדיו וסוגים אחרים של קרינה אלקטרומגנטית. לפיכך ניתן להתייחס לאופטיקה כאל תת-תחום של אלקטרומגנטיות. מספר תופעות אופטיות תלויות בטבעו הקוונטי של האור, ולפיכך תחומים מסוימים באופטיקה קשורים גם למכניקת הקוונטים.

עם זאת, אופטיקה, כתחום מחקר מדעי, נחשבת באופן כללי לנפרדת מקהילת המחקר הפיזיקלי. יש לה זהות משלה, עם עמותות וועידות מדעיות משלה. ההיבטים המדעיים גרידא של אופטיקה נקראים לעיתים מדע האופטיקה או אופטיקה פיזיקלית. תחום האופטיקה היישומית נקרא לעיתים הנדסה אופטית. הנדסה אופטית יישומית העוסקת במערכות תאורה נקראת הנדסת תאורה. לכל אחד מתחומי מחקר ועיסוק אלה יש יישומים משלו, מיומנויות טכניות נפרדות, מוקדי עניין שונים וקשרים מקצועיים נפרדים.

בשל החשיבות הרבה של "מדע האור" ליישומים מעשיים, תחום מדע האופטיקה וההנדסה האופטית נוטים להיות מאוד רב-תחומיים. ניתן למצוא עיסוק במדע האופטיקה כחלק מתחומים רבים ושונים, כגון הנדסת חשמל, פיזיקה, רפואה, ועוד.

היסטוריה

ראשית מדע האופטיקה וחקר מדע האור (ראו גם אור ופוטון) בימי תור הזהב של האסלאם בימי הביניים, עם מחקריהם של איבן סהל (Ibn Sahl) ואיבן אל-היית'ם על עדשות, מהות האור, ותופעות אופטיות: הנפיצה, אור וצל, צבע האור בשקיעה, אשליית ההגדלה של השמש והירח הסמוכים לאופק, ליקוי חמה, וקשת בענן. האור באותה תקופה נחשב לעשוי מחלקיקים. במאה ה-18 ניתנו הסברים לתופעות רבות הקשורות לאור באמצעות התורה הגלית. בתחילת המאה ה-20 התבסס עיקרון דואליות גל-חלקיק וההבנה כי האור הוא גם גל וגם חלקיק, כתלות בתופעה אותה חוקרים. במחצית השנייה של המאה ה-20 התפתחה האלקטרודינמיקה הקוונטית, אשר מסבירה באופן בסיסי יותר את מהות האור באמצעות שדות קוונטיים, ושימושית בעיקר בתדירויות גבוהות מאוד של האור (קרני גמא).

אם כן, כיום ידועות שלוש דרכים שבהם ניתן להציג את האור:

  1. כקרן. כך הוא מתואר באופטיקה הגאומטרית.
  2. כגל (גל אלקטרומגנטי). כך הוא מתואר באופטיקה הפיזיקלית.
  3. כחלקיק (פוטון). כך הוא מתואר באופטיקה הקוונטית.

תופעות אופטיות

תופעה אופטית היא תופעה שמקורה בתכונותיו של האור. בין התופעות האופטיות המעניינות נמנות:

אופטיקה קלאסית

אופטיקה קלאסית, או אופטיקה גאומטרית, היא תחום באופטיקה המתאר את התקדמות האור במונחים של קרני אור. קרני אור משנות כיוון בנקודות מגע בין שני תווכים שונים, והן עשויות להיות עקומות בתווך בו מקדם השבירה הוא פונקציה של המיקום. הקרן באופטיקה גאומטרית ניצבת לחזית הגל באופטיקה פיזיקלית.

ראו גם

אופטיקה מודרנית

אופטיקה מודרנית היא הכינוי המקובל לתחומי המחקר באופטיקה שנעשו פופולריים במהלך המאה ה-20. תחומי מחקר אלה נוגעים בדרך-כלל במאפיינים האלקטרומגנטיים והקוונטיים של האור, אולם הם כוללים גם נושאים אחרים.

ראו גם

תחומי אופטיקה נוספים

עיינו גם בפורטל

פורטל הפיזיקה מהווה שער לחובבי הפיזיקה ולמתעניינים בתחום. בפורטל תוכלו למצוא מידע על פיזיקאים חשובים, על ענפי הפיזיקה, על תאוריות פיזיקליות ועוד.

התחומים הבאים נוגעים במדע האופטיקה, או שמדע האופטיקה מהווה נדבך חשוב בהם:

הערות שוליים

  1. ^ ד"ר תמר עילם גינדין, בלשנות כלכלית: אופציות אופטימיות לראש השנה, באתר ynet, 10 בספטמבר 2010
אור

אוֹר, או אור בתחום הנראה הוא קרינה אלקטרומגנטית בעלת אורך גל הנראה לעין האדם (380-780 ננומטר). במובן רחב יותר אור הוא קרינה אלקטרומגנטית בטווח שבין התת-אדום לעל-סגול, או כל סוג של קרינה אלקטרומגנטית. התחום בפיזיקה העוסק באור ובתופעות הקשורות נקרא אופטיקה.

המאפיינים העיקריים של אור (ושל כל קרינה אלקטרומגנטית) הם עוצמה, קיטוב ואורך גל או תדירות, הקובעים את הצבע. מהירות האור בריק היא קבועה, וקרובה ל-300 אלף קילומטר בשנייה, ובתווך חומרי המהירות קטנה יותר. האור הוא גל אך באופן קוואנטי האנרגיה שלו מגיעה במנות בדידות, כלומר גלי אור לא מגיעים בכל אנרגיה אלא רק בכפולות של יחידת אנרגיה בסיסית של אור שנקראת פוטון. הפוטון הוא חלקיק ומקיים תכונות דואליות. אור כמו כל גל אלקטרומגנטי, ניתן לביטוי חלקיקי זה, כפוטון, נטול מסת מנוחה ונע בממוצע במסילה גאודזית שהיא הדרך הקצרה ביותר בין שתי נקודות במרחב.

קליטת האור על ידי עין היא תנאי הכרחי לראיה, ולכן אנשים משתמשים בתאורה מלאכותית במקומות בהן עוצמת האור אינה מספיקה. לאור קיימים שימושים רבים בתקשורת ובטכנולוגיה, החל בנרות ועד לתאים פוטואלקטריים.

אלקטרואופטיקה

אלקטרואופטיקה הוא תת-תחום המשלב שני תחומים עיקריים - אלקטרוניקה ואופטיקה, שילוב ההופך אותו לבין תחומי. מדעי האלקטרואופטיקה מטפלים בחקר ויישום תופעות הקשורות באינטראקציה שבין אופטיקה ותורת הגלים לבין תורת החשמל והאלקטרוניקה.

למרות שלתחום נגיעה רבה במדעים מדויקים ואוריינטציה מתמטית גבוהה, הוא נחשב יותר כענף הנדסי ולא מדעי.

אלקטרומגנטיות

אֱלֶקְטְרוֹמַגְנֵטִיּוּת היא הענף בפיזיקה העוסק בתופעות שקשורות למטען חשמלי. אלקטרומגנטיות עוסקת בשדות חשמליים ומגנטיים, כמו גם באור וקרינה אלקטרומגנטית. שדה כוח אלקטרומגנטי מורכב משדה חשמלי ושדה מגנטי מצומדים, כלומר מתפשטים יחד ומשפיעים זה על זה.

הכוח האלקטרומגנטי הוא הכוח המעורב בתגובות כימיות, ונמצא בבסיס התאוריה הקוונטית המסבירה את מבנה הקליפות האלקטרוניות באטומים. אור הוא קרינה אלקטרומגנטית בתחום תדרים מסוים. תדרים אחרים יוצרים סוגי קרינה אחרים, כפי שמתאר הספקטרום האלקטרומגנטי. בפיזיקת החלקיקים, אלקטרומגנטיות מוסברת כנישאת על ידי חלקיק הפוטון.

אשליה אופטית

אשליה אופטית (תעתועי ראייה) היא סוג של אשליה המאופיינת בתפיסה חזותית מוטעית של תמונה או צורה. מידע חזותי נאסף בידי העין ומתורגם על ידי המוח. אולם, ישנן דרכים להטעות את המוח, ולגרום לו לתפוס דבר מה באופן מסוים או בצורה מסוימת, על אף שאיננו כזה.

ישנן אשליות גופניות, המתרחשות באופן טבעי, וישנן אשליות הכרתיות, שנוצרות בכוונה כדי לגרום למוח לראות משהו בצורה מוטעית, וזאת על ידי הכרת דפוסי הזיהוי של המוח האנושי ושימוש בתכסיסים שיגרמו למוח 'לראות' דבר בצורה מסוימת, על אף שבעצם הוא לא כך.

אמנים מפורסמים משתמשים באשליות בציוריהם או בפסליהם. בין השאר: מוריץ קורנליס אשר, סלבדור דאלי, ומרסל דושאן. אשליות אופטיות גם מנוצלות במקרים רבים בתעשיית הסרטים, על ידי הטכניקה 'פרספקטיבה מאולצת'.

דימות

דימוּת (או "הדמאה" בשימוש לא-תקני, באנגלית: Imaging) הוא כל תהליך יצירת (או שחזור) דמות או צורה של עצם, ובפרט ייצוג ויזואלי של העצם - כלומר תמונה שלו. דימות יכול להתבצע באמצעות שיטות, כלים וסוגי מדידות שונים, שאינם בהכרח אופטיים (כלומר, לא מתבססים בהכרח על אור נראה).

הולוגרפיה

הוֹלוֹגְרַפִיַה (מיוונית Όλος - הולו=שלם + γραφή - גרפיה=כתב) היא טכניקה ליצירת צילום תלת ממדי. הטכניקה משמשת גם לאחסון מידע בצורה אופטית. בניגוד לסטריאוסקופיה ולקולנוע תלת-ממד , שבהם מוצגת לכל עין תמונה שונה מעט, כך שהמוח מפרש את ההבדל בין התמונות כשינויי עומק, הוֹלוֹגְרַמַה משמרת מידע משרעת ומופע של האור המגיע מהעצם המצולם, כאילו הוא נמצא באמת בתוך התמונה.

ההולוגרפיה הומצאה במקרה בשנת 1947 על ידי הפיזיקאי ההונגרי דניס גאבור, בעת שעסק בניסיון לשפר את מיקרוסקופ האלקטרונים. גאבור זכה בפרס נובל לפיזיקה על המצאתו זו. בשל הצורך באור מונוכרומטי ליצירת הולוגרמות טובות, לא התקדמה ההולוגרפיה רבות מגילויה המקורי ועד להמצאת הלייזר בשנת 1960. הולוגרמה צבעונית ראשונה בעולם נוצרה על ידי אשר פריזם.

ההולוגרמה הראשונה שהומצאה היא הולוגרמת העברה, המיוצרת כמתואר באיור 1, או בצורה דומה באמצעות מראה רגילה. החיסרון הגדול בהולוגרמה מסוג זה הוא שכדי לצפות בה, יש צורך בלייזר בעל אותו אורך גל של זה ששימש ליצירתה (שימוש באורך גל אחר יגרום לעיוות לפי יחס אורכי הגל). כעבור זמן שוכללה הולוגרמת ההעברה וניתן היה לייצרה באמצעות אור רגיל. הולוגרמות מסוג זה נפוצות כיום על כרטיסי אשראי, כרטיסים למשחקי ספורט וכדומה, פעמים רבות כאמצעי להקשות על זיוף כספים או זיוף מסמכים.

הולוגרמה משוכללת יותר היא הולוגרמת החזרה, שבה ניתן לצפות ללא קרן שחזור (על ידי אור רגיל) וכך ניתן לצפות בה כבתמונה רגילה. הולוגרמות מסוג זה נפוצות, למשל, בקלפי משחק לילדים.

היסוד העומד בבסיס יצירת ההולוגרמה הוא שמירת הן האמפליטודה והן המופע (פאזה) של התמונה על סרט הצילום, בניגוד לתמונה רגילה, שבה נשמרת רק עוצמת האור (העומדת ביחס ישר לריבוע האמפליטודה).

היווצרות ההולוגרמה מתאפשרת באמצעות ניצול תכונת ההתאבכות של גלי האור. מכיוון שמה שנרשם על סרט הצילום הוא תבנית ההתאבכות, כיסוי חלק מתמונה הולוגרפית יקטין את העוצמה שבה היא נראית, אך עדיין ניתן יהיה לראות את כל התמונה. זאת בניגוד לתמונה רגילה, שבה מה שנראה על סרט הצילום אינו תבנית התאבכות אלא עוצמת האור ממש, לכן בתמונה רגילה כיסוי מחצית התמונה גורם לאיבוד מידע של חצי מהתמונה. מכאן שמה היווני של השיטה, "רישום מלא", מכיוון שכל נקודה מכילה מידע על כל התמונה.

החזרה (אופטיקה)

החזרה היא תופעה באופטיקה גאומטרית, המתרחשת כאשר אור פוגע במשטח, וחלק ממנו או כולו מוחזרים אל המרחב בזווית החזרה, כלומר, נוצרת השתקפות.

בהחזרת אור, כמות האור המוחזרת ממשטח כלשהו תלויה בחומר המשטח, אשר משתנה מאחד למשנהו.

זווית הפגיעה היא הזווית שבין קרן האור הפוגעת במשטח, לבין אנך היוצא מהמשטח בנקודת הפגיעה. זווית ההחזרה היא הזווית שבין קרן האור המוחזרת מהמשטח, לבין האנך למשטח.

חוקי ההחזרה:

הקרן המוחזרת נמצאת במישור שנקבע על ידי הקרן הפוגעת והאנך.

זווית ההחזרה שווה לזווית הפגיעהבמקרה של אלומת אור, יחול חוק ההחזרה על כל אחת מהקרניים באלומה, ותיווצר החזרה של כל אחת מהקרניים בזווית השווה לזווית הפגיעה. כתוצאה מכך, מקבלים אלומת אור החוזרת בזווית שווה לזווית הפגיעה במשטח.

היסט

היסט ("פרלקס" או "פרלקסה") הוא שינוי מיקומן הנצפה של שתי נקודות, האחת ביחס לאחרת, מנקודת מבטו של צופה, כתוצאה משינוי במיקום של הצופה עצמו. נוכל לתאר זאת באופן הבא:

מול צופה נמצאים שני עצמים. אם הצופה משנה את מיקומו כאשר העצמים הנצפים נשארים במקומם, מנקודת מבטו של הצופה, העצמים האחרים ייראו כאילו הם שינו את מיקומם זה ביחס זה, למרות שלמעשה הם נשארו במקומם.

כאשר המרחק של העצמים מן הצופה שונה אז לצופה יראה גם כאילו העצם הקרוב שינה את מיקומו באופן משמעותי יותר מאשר העצם המרוחק. כאשר הצופה נמצא בתזוזה, ככל שהעצם הנצפה יהיה קרוב יותר אליו, כך יראה כי הוא זז מהר יותר, וככל שהוא רחוק יותר הוא יראה כזז לאט יותר.

ההיסט הוא אחד ממקורות המידע עליהם מתבסס המוח האנושי לצורך גיבוש של תפיסת עומק ההיסט במקרה זה נגרם מההבדל במיקום של שתי העיניים, כך שכל אחת מהן רואה את העצמים שבמרחב ממיקום שונה.

הספקטרום הנראה

הספקטרום הנראה הוא החלק מן הספקטרום האלקטרומגנטי הנראה בעין האנושית. קרינה אלקטרומגנטית בטווח זה של אורכי גל נקראת האור הנראה או פשוט אור. עין אנושית טיפוסית תגיב לאורכי הגל שבין 380 ל-750 ננומטר (nm), או במושגים של תדירות הגל, בין 400 ל-789 טרה-הרץ (THz).

הטווח המוגבל של הגלים השייכים לספקטרום הנראה משקף תכונה של העין האנושית, יותר מאשר תכונה של הגלים האלקטרומגנטיים. מינים רבים של בעלי חיים מסוגלים לראות גם תדרים הנמצאים מחוץ ל"ספקטרום הנראה", כמו ציפורים, דבורים וחרקים רבים נוספים, הרואים גם קרינת על-סגול, וכן טורפים שונים, כגון העכסנים, החשים גם בקרינת תת-אדום ומשתמשים בה למעקב אחר חום הגוף של טרפם.

כוונת טלסקופית

כוונת טלסקופית (המכונה גם טלסקופ כיוון) היא כוונת אופטית שנועדה להקל על קליעה והצליפה לטווחים ארוכים באמצעות הגדלת המטרה וסיוע בחישובי ירי בליסטיים.

מהירות האור

מהירות האור היא המהירות של האור וכל קרינה אלקטרומגנטית אחרת בתוך ריק. המהירות היא 299,792,458 מטרים לשנייה, כלומר כ-300,000 קילומטרים לשנייה, שהם כ-1,080,000,000 קילומטר לשעה. מקובל לסמן את מהירות האור באות c. המטר הסטנדרטי הוגדר ב-1983 על פי מהירות זו.

מופע

מופע (או פאזה) הוא מושג שמתאר את מצבה הרגעי של תופעה מחזורית.

המופע משמש לתיאור תופעות בתחומי מדע רבים: אופטיקה, אלקטרומגנטיות, הנדסת חשמל, אקוסטיקה, מכניקה ועוד. תופעות מחזוריות מתוארות לרוב באמצעות גלים. המופע הוא המקום במחזור שבו הגל נמצא במצב מסוים.

מוקד (אופטיקה)

מוקד, נקודת מוקד או פוקוס, הוא מושג תאורטי באופטיקה גאומטרית המתייחס להתכנסותן או להתבדרותן של קרני אור מקבילות אל נקודה אחת או ממנה, בהתאמה. הדרך המוכרת והשימושית ביותר לקבל תוצאה זו היא שבירת קרני האור במעברן דרך עדשה, מרכזת או מפזרת, לפי חוק סנל, או החזרתן ממראה, מרכזת או מפזרת, לפי חוקי ההחזרה.

נקודת המוקד נחשבת לנקודה רק מבחינה תאורטית, משום שמבחינה פיזיקלית, קרני אור אינן מתכנסות לנקודה חסרת ממדים, אלא יוצרות אזור או כתם עגול, המכונה עיגול הטשטוש. ככל שממדיו של עיגול זה קטנים יותר, כך כושר המיקוד של המערכת (עדשה, מראה, או כל צירוף שלהן) טוב יותר והדמות או התמונה שתתקבלנה על ידה תהיינה חדות יותר. מגבלת הממדים סופיים של המוקד נובעת משני סוגים של גורמים פיזיקליים, הנוגדים זה את זה. לכאורה, ניתן לפיכך למטֵב את המערכת, אבל כמפורט בהמשך, כל אחת מהתופעות נושאת בחובה יתרונות וחסרונות, והשיקולים הסופיים בתכנונה של מערכת נקבעים על-פי צורך וייעוד של המערכת. גורם אחד הוא עיוותים או אברציות אופטיות שונות הנגרמות על ידי המערכת האופטית, והגורם השני, הבסיסי יותר, נובע מעקיפה של קרני האור במיפתח העדשה, עובדה המכתיבה ממדי מוקד סופיים גם כאשר המערכת אידיאלית, כלומר נעדרת עיוותים. אזור המוקד המתקבל במקרה אידיאלי כזה הוא הקטן ביותר האפשרי, ונקרא דיסקת איירי. הניגוד בין גורמים אלו נובע מנטייתן של אברציות לגבור ככל שהמיפתח גדול יותר, בשל תרומתן של קרניים הרחוקות מהציר האופטי, בעוד שמגבלת העקיפה גדלה ככל שהמיפתח קטן יותר. למעשה קיים טווח מיטבי בין הצמצם הפתוח ביותר לבין הצמצם הסגור ביותר שבו רמת העיוותים היא הנמוכה ביותר, וברוב העדשות הרגילות, הטווח הזה נמצא באמצע, בין צמצם f/8 לבין צמצם f/16. זה הטווח שבו דיסקת איירי היא בקוטר האפקטיבי הקטן ביותר. למגבלות נוגדות אלה חשיבות מכרעת בתכנונן ובתפקודן של מערכות אופטיות, דוגמת מצלמות, טלסקופים, מיקרוסקופים ועוד, וכאמור, הן מחייבות תכנון מיטבי מתאים.

מנסרה (אופטיקה)

מנסרה (גם: פְּרִיזְמָה) באופטיקה היא רכיב אופטי המשמש לשבירת והחזרת קרני אור ולעיתים גם לפירוק האור לספקטרום אורכי הגל השונים שלו. עקרון הפעולה של המנסרה מבוסס על החזרות ושבירות שנובעות מכך שמקדם השבירה שלה גדול יותר מזה של האוויר. מנסרות רבות עשויות מחומרים בהן יש תופעת נפיצה: מקדם השבירה תלוי באורך הגל (לחלופין: בתדירות) של האור הפוגע, וכתוצאה מכך אורכי גל שונים נשברים בצורה שונה.

למנסרה האופטית כמה יתרונות על מראות:

1.למראה יש בלאי גדול יותר של פני השטח.

2.את המנסרה קל לייצר בצורה שתקל על הנחתה במערכת האופטית בצורה יציבה.

3.למנסרה לרוב איבוד אור קטן יותר בכל החזרה.

מקדם שבירה

מקדם שבירה הוא קבוע שמסמל תכונה פיזיקלית של חומר שקוף, המציין את השפעת החומר על מעבר אור דרכו. מקדם שבירה מסומן בדרך-כלל באות .

אחת ההגדרות של מקדם השבירה היא היחס בין מהירות האור בריק (מסומנת באות c) למהירות האור בחומר הנדון (מסומנת באות v):

בהתאם להגדרה זו, מקדם השבירה תמיד גדול או שווה 1, שכן לא ניתן לעבור את מהירות האור בריק.

לדוגמה, מקדם השבירה של ריק הוא 1 (מטבע ההגדרה), מקדם השבירה של אוויר הוא מאוד קרוב ל-1 (1.0003), ומקדם השבירה של מים הוא 1.33.

הגדרה נוספת קושרת את מקדם השבירה למקדם הדיאלקטרי () ולמקדם המגנטי () של החומר:


למקדם השבירה שימושים רבים. הוא מופיע בין השאר בחוק סנל לשבירה של אור, בנוסחת לוטשי העדשות (המאפשרת קביעה של מרחק המוקד לפי צורת העדשה והחומר ממנו היא עשויה), במאפייני סיבים אופטיים ועוד.

מקדם השבירה של גז משתנה, בהתאם לצפיפות ולטמפרטורה שלו. לדוגמה, אם צפיפותו קטנה, אז קטן מקדם השבירה גם כן. כמו כן, מקדם השבירה של חומר מסוים משתנה על פי אורך הגל המדובר ועוצמת האור.

בחומרים במבנה של סריג תיתכן תלות של מקדם השבירה בכיוון של האור המועבר בחומר ובחומרים בעלי פעילות אופטית מקדם השבירה תלוי אף בקיטוב (ראו תופעת שבירה כפולה). ישנם חומרים שהם בעלי מקדם שבירה שלילי-כלומר שהיחס בין סינוס זווית השבירה לסינוס זווית הפגיעה הוא שלילי. חומרים אלה יכולים לגרום להחזרה מלאה בתוכם.

זוהי טבלה של מקדמי שבירת האור בחומרים שונים.

מראה

מראה או ראי (נקרא גם אספקלריה) היא התקן בעל משטח פנים המחזיר את קרני האור. המראה השטוחה הנפוצה עשויה זכוכית ועל פניה האחוריים מונחת שכבה דקה של מתכת כלשהי (לרוב כסף) כך שהנוף שמולה משתקף עליה.

למראה שימושים רבים, הנפוץ שבהם הוא שיקוף דמות האדם המתבונן בה, למטרות ביתיות יומיומיות של בחינת ההופעה והלבוש, התאפרות, סידור השיער, וגילוח. בזכות שימושיה אלו, המראה היא חפץ המצוי בכל בית. בשל שכיחותה ונחיצותה המראה היא אובייקט עיצובי ואומנותי. היא עשויה להיות חפץ העומד בפני עצמו, תלויה על הקיר או ניצבת, או לחלופין משובצת בחפצים כגון נרתיק איפור או ברהיטים כגון שידת איפור וארון בגדים. מראות קיימות במגוון גדלים, סגנונות וצורות, וממוסגרות במיסגרות ממגוון חומרים וצבעים.

עקיפה

עֲקִיפָה (בלועזית: דִּיפְרַקְצְיָה) היא תופעה פיזיקלית המתרחשת כל אימת שגל פוגע בעצם כלשהו. אם העצם קטן (יחסית לאורך הגל) הגל מתקדם סביבו, ואם מדובר במחסום בעל מפתח קטן, הגל מתפזר בעברו השני של המחסום. ניתן לתאר את התופעה כיצירת גל חדש על שפת המחסום שעוצמתו תלויה במידת ההחזרה או ההעברה של המחסום. כתוצאה מכך מגיע הגל גם לאזורים שמעבר למחסום, אזורים שבהם לפי אופטיקה גאומטרית לא מגיעות קרניים הנעות בקווים ישרים.

קיטוב

בפיזיקה, קִיטוּב הוא תכונה המאפיינת גל רוחבי במרחב תלת-ממדי. גל הוא הפרעה מחזורית המתפשטת במרחב, כך שערכיה נשמרים בנקודות שנעות בכיוון כלשהו במהירות קבועה. אם הגל הוא של וקטור, כלומר של גודל בעל כיוון, כיוון זה (הנקרא קיטוב הגל) נדרש על מנת לתאר את הגל בנוסף לכיוון התפשטות הגל.

למשל, גל במיתר הוא תנודה של המיתר המתקדמת לאורך המיתר, ואילו קיטוב הגל הוא הכיוון שבו מתנודד המיתר. כיוון זה בדרך כלל מאונך לכיוון ההתקדמות של הגל. באופטיקה, הקיטוב של גל אלקטרומגנטי (ובמיוחד של אור) הוא כיוון וקטור השדה החשמלי. לעין האנושית רגישות נמוכה ביותר לתכונה זו, ולכן היא אינה אינטואיטיבית, והתגלתה רק במאה ה-17.

שקיפות (אופטיקה)

שקיפות היא תכונה אופטית של תווך המבטאת את יכולתו להעביר קרינה אלקטרומגנטית ובפרט אור מבלי לפזרה או לבלוע אותה. ככל שהחומר שקוף יותר אחוז הקרינה המועבר בתווך גדול יותר. חומר שקוף למחצה, כלומר המאפשר מעבר של אור אך מפזר אותו, מכונה "חומר זָכוּךְ" (transluscent), חומר שאינו שקוף מכונה "חומר אָטוּם". שקיפות נובעת מחוסר היכולת של הקרינה לבצע אינטראקציה עם האלקטרונים או המולקולות שבתווך. מידת השקיפות של חומרים שונה באורכי גל שונים, תחומים שונים בספקטרום מבצעים אינטראקציות שונות עם חומרים שונים. חומר שהוא שקוף בתכונותיו האלקטרוניות יכול להיות זכוך, כתוצאה מפיזורים פנימיים. תרחיף (לדוגמה ערפל, חלב) אינו שקוף כי החלקיקים הרבים בתוכו מפזרים את האור לכיוונים שונים, על אף שהחומרים כשלעצמם (מים, אוויר, שומן) שקופים. מוצק רב גבישי (לדוגמה מלח בישול, אלומינה) יכול להיות שקוף בתכונותיו הבסיסיות אך לא בנפח גדול, כי הגבישונים הרבים מפזרים את האור בכיוונים שונים, אף שכל גבישון כשלעצמו שקוף.

דף זה בשפות אחרות

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.