Meafaitino Fisiki i luga o Optika Fa'ata'ita'i
O le optics fa'ata'amilomilo o se lala o le fisiki e su'esu'eina ai amioga a le malamalama e fa'aaoga ai se auala "ave". I lenei auala, e manatu o le malamalama e malaga sa'o i laina, e atagia mai pe a pa'i i se mea e atagia mai ai, ma toe fa'afo'isia pe a ui atu i ni auala eseese se lua. E ui o le malamalama o se galu eletise, ae o le optics fa'ata'amilomilo e matua'i aoga lava mo le fa'amatalaina o le tele o mea e tutupu i aso uma ma avea ma fa'avae mo le fa'agaoioiga o meafaigaluega eseese e pei o tioata fa'ateleina, meapueata, periscopes, microscopes, ma telescopes.
1. Manatu Fa'avae o le Optika Fa'ata'atia
I le optics geometric, e tele ni manatu taua:
1. Ave o le malamalama: o se faʻatusa o le itu e sosolo atu ai le malamalama ua tusia i se laina saʻo.
2. Ave malamalama: o se faaputuga o ave malamalama. E mafai ona tutusa, fefiloi, pe eseese le ave.
3. Medium: o se mea e feso'ota'i ai le malamalama, mo se fa'ata'ita'iga o le ea, vai, tioata po'o le palasitika.
O le manatu autū o mea faitino fa'ata'atia (geometric optics) o le la'ititi ifo lea o le galu o le malamalama nai lo le telē o mea e fegalegaleai i ai, o lea e mafai ai ona le amana'iaina meatotino o galu e pei o le fa'alavelave ma le diffraction i le tele o tulaga.
2. Ata o le Malamalama (Ata)
E tupu le atagia o le malamalama pe a pa'i atu le malamalama i se mea ma toe fo'i atu i lona tulaga muamua. O le fa'ata'ita'iga faigofie lava o le malamalama e atagia mai e se fa'ata.
Tulafono o le Mafaufau Loloto
E lua tulafono o le mafaufau loloto:
1. O le ave o le la e ulufale mai, le ave toe atagia mai, ma le laina masani e taoto i le tasi vaalele.
2. O le tulimanu o le oso (i) e tutusa ma le tulimanu o le atagia (r), o lona uiga:
\[
a'u = r
\]
O le laina masani o se laina e fa'asaga sa'o i luga o le fogaeleele i le tulaga e pa'ū ifo ai le ave.
Ituaiga o le Mafaufau Loloto
– Ata fa'ata'ita'i masani (fa'ata'ita'i): e tupu i luga o mea lamolemole e pei o fa'ata. O le malamalama e atagia mai e masani, ma fausia ai se ata manino.
– Fa'aata fa'asalalau: e tupu i luga o mea ma'a'a e pei o puipui. E fa'aataina le malamalama i itu eseese, ma iu ai ina fausia se ata manino.
3. Fa'ata Mafolafola ma Fa'ata Pi'o
Fa'ata Mafolafola
O se fa'ata va'alele e fausia ai se ata e:
– fa'apitoa (e le mafai ona pu'eina i luga o le lau),
– tu sa'o,
– tutusa le tele,
– ma le mamao tutusa mai le faʻata e pei o le mea faitino.
Afai o le mea faitino e tutusa le mamao \( s \) mai le fa'ata, o lona uiga o le ata e tutusa le mamao \( s' = s \) i tua o le fa'ata.
Fa'ata Mata'utia ma Fa'ata Mata'utia
E lua ituaiga o fa'ata fa'api'o:
1. Fa'ata fa'aputu (fa'atasi): o le fogā'ele'ele atagia e pi'o i totonu. E mafai ona aoina ave tutusa i se tasi o vaega taula'i.
2. Fa'ata fa'aputu (divergent): o le fogā'ele'ele atagia e pi'o i fafo. Fa'asalalau le ave o le malamalama.
Nofoaga Autu ma le Radius o le Pi'o
I fa'ata pi'o e fa'atatauina mea nei:
\[
f = \frac{R}{2}
\]
faatasi ai ma le \( f \) le taula'iga ma le \( R \) le radius o le pi'oga.
Fa'atusatusaga o le Fa'ata Pi'o
O le sootaga i le va o le mamao o le mea faitino (s), le mamao o le ata (s'), ma le taula'iga (f) e faapea:
\[
\frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s'}
\]
Fa'ateleina o le ata:
\[
M = \frac{h'}{h} = -\frac{s'}{s}
\]
O le fa'ailoga leaga e fa'ailoa mai ai se ata ua fa'afeagai (mo se ata moni).
4. Fa'aliliuina o le Malamalama
E tupu le fa'aliliuina o le malamalama pe a ui atu le malamalama i le tuaoi o ni ala eseese e lua e eseese fa'asinomaga o le fa'aliliuina o le malamalama, ma suia ai lona itu e malaga ai. Mo se fa'ata'ita'iga, e foliga mai e "gau" se paipa pe a tu'u i totonu o se ipu vai.
Fa'asinomaga Fa'ata'ita'i
O le fa'asinomaga o le refractive o se medium ua fa'amatalaina:
\[
n = \frac{c}{v}
\]
lea o le \( c \) o le saoasaoa o le malamalama i totonu o se masini gaogao ma le \( v \) o le saoasaoa o le malamalama i totonu o se auala.
O le tele o le \( n \), o le telegese fo'i lea o le sosolo atu o le malamalama i totonu o le ala.
Tulafono a Snell
O le fa'aliliuga o le mafaufau e fa'amatalaina e le tulafono a Snell:
\[
n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2
\]
lea o le \( \theta_1 \) o le tulimanu o le osofaʻiga ma le \( \theta_2 \) o le tulimanu o le refraction.
Afai e ulufale mai le malamalama mai se mea e itiiti le mafiafia o le malamalama (e pei o le ea) i totonu o se mea e sili atu le mafiafia o le malamalama (e pei o le tioata), e fa'aliliuina le ave o le malamalama agai i le tulaga masani. I se isi itu, mai se mea e sili atu le mafiafia i se mea e itiiti le mafiafia, e fa'aliliuina ese le ave o le malamalama mai le tulaga masani.
5. Mafaufauga Atoa i Totonu
E tupu le atagia atoa i totonu pe a malaga le malamalama mai se mea e mafiafia atu i se mea e itiiti ifo le mafiafia ma e sili atu le tulimanu o le agi mai nai lo le tulimanu taua. I lenei tulaga, e le toe fa'afo'isia i fafo le malamalama, ae ua toe fa'afo'i atoa.
O le tulimanu taua (\( \theta_c \)) e faʻamalieina ai:
\[
\sin \theta_c = \frac{n_2}{n_1}
\]
fa'atasi ai ma le \( n_1 > n_2 \).
O se faʻaoga tāua o le atagia atoa i totonu o le tino o loʻo i totonu o alava opitika, lea e faʻaaogaina mo fesoʻotaʻiga faʻamaumauga saoasaoa maualuga ma le endoscopy faafomaʻi.
6. Tioata Manifi: Tioata Fa'aputu ma Tioata Fa'aputu
O le tioata o se mea manino e fa'asa'olotoina le malamalama. E fa'atatau i lona foliga:
1. Tioata fa'aputu (convergent): e mafiafia i le ogatotonu, e aoina ave tutusa i le mea e taula'i i ai.
2. Tioata fa'aputu (divergent): fa'amamago i le ogatotonu, fa'asalalau le malamalama.
Fuainumera o le Tioata Manifi
Mo tioata mata'ina e talafeagai:
\[
\frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s'}
\]
E tai tutusa ma le fua fa'ata, ae o le fa'auigaga o fa'ailoga ma le tulaga o le ata e fa'alagolago i le ituaiga o tioata tioata.
Fa'alauteleina:
\[
M = \frac{h'}{h} = \frac{s'}{s}
\]
E mafai e le fa'ailoga fa'atele ona fa'aalia se ata sa'o (lelei) pe fa'afeagai (leaga) e fuafua i le maliliega o le fa'ailoga o lo'o fa'aaogaina.
Malosiaga o le Tioata (Malosiaga o le Tioata)
O le malosi o tioata tioata e faʻaalia i diopters (D):
\[
P = \frac{1}{f}
\]
ma le \( f \) i mita. O se tioata e pu'upu'u le umi o le taula'iga e sili atu lona malosi.
7. Fa'avaeina o Ata i Meafaigaluega Va'ai Eseese
O le optics geometric o le fa'avae lea mo le malamalama i meafaigaluega opitika:
– Tioata fa'atele (loupe): fa'aaogā se tioata fa'aputu e fa'atupu ai se ata fa'ata'atia, sa'o, ma fa'ateleina.
– Meapueata: fa'aaogā se tioata fa'apupuna e fausia ai se ata moni ma fa'afeagai i luga o le masini fa'alogo po'o le ata tifaga.
– O le mata o le tagata: o se faiga fa'aolaola e fausia ai ata i luga o le retina. E mafai e le tioata o le mata ona fetu'una'i (suia le taula'iga) mo le va'ai mamao ma le va'ai latalata.
– Matatioata: tioata e fa'aaoga e fa'asa'o ai mea sese o mata. O le myopia (le va'ai latalata) e fa'asa'oina i tioata concave, ae o le hyperopia (va'ai mamao) e fa'asa'oina i tioata convex.
– Maikokopekope ma telesokope: fa'aaoga se tu'ufa'atasiga o tioata e fa'alautele ai mea laiti pe mamao.
Fa'ato'a
O le geometric optics e maua ai se faʻavae faigofie ae mamana mo le suʻesuʻeina o mea o loʻo tutupu i le malamalama, aemaise lava le atagia ma le refraction. O le malamalama i tulafono o le atagia, le tulafono a Snell, meatotino o faʻata ma tioata, ma manatu o le taulaʻi ma le faʻateleina, e mafai ona tatou faʻamatalaina le faʻagaioiga o le tele o masini opitika e taua tele i le olaga faʻaonaponei. E ui lava e le suʻesuʻeina loloto e le geometric optics le natura o galu o le malamalama, ae o loʻo avea pea ma faʻavae autu mo le suʻesuʻeina o le fisiki ma tekinolosi e faʻavae i luga o le malamalama. O le malamalama lelei i le geometric optics e faʻafaigofie ai le malamalama i mataupu maualuluga e pei o le physical optics, interference, diffraction, ma le polarization.
