Свет между двумя точками распространяется по кратчайшему расстоянию

Прямая – частный случай когда среда однородная.

2-закон. Закон независимости световых пучков.

Лучи после пересечения распространяются точно так же, как если бы они не пересекались.

3-закон. Закон отражения.

4-закон.Закон преломления.

Закон отражения света

Наблюдения показывают, что в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Прямая, указывающая направление распространения света, называется световым лучом. На границе раздела двух сред свет может частично отразиться и распространяться в первой среде по новому направлению, а также частично пройти через границу раздела и распространиться во второй среде.

В большей или меньшей мере отражение света происходит от любых предметов, поэтому мы видим все освещенные тела.

При отражении света всегда выполняется закон отражения.

Опр. Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости; угол падения равен углу отражения.

Закон преломления света

Наблюдения показывают, что при переходе света из одной среды в другую может происходить изменение направления распространения света.

Опр. Падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред.

,

где – постоянная величина для данных сред, называемая относительным показателем преломления.

– показывает во сколько раз скорость в вакууме больше, чем в среде; – скорость света в вакууме м/c;

- скорость света в данной среде.

.

Показатель преломления можно выразить как корень из произведения магнитной и диэлектрической проницаемостей среды:

Тонкая линза

Линзой называется прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями. Линзы обычно изготавливаются из стекла.

Тонкой называется линза, толщина которой значительно меньше радиусов ограничивающих ее сферических поверхностей. Линза, которая в середине толще, чем у краев, называется выпуклой линзой.

Линза, которая у краев толще, чем в середине, называется вогнутой линзой.

Прямая, проходящая через центры сферических поверхностей линзы, называется главной оптической осью линзы.

Луч света, идущий вдоль главной оптической оси, проходит через линзу без изменения направления распространения. В воздухе или в вакууме все лучи, параллельные главной оптической оси выпуклой линзы, после прохождения линзы отклоняются к оси и проходят через одну точку F на главной оптической оси. Поэтому выпуклые линзы называют собирающими линзами.

Точка F называется главным фокусом линзы. Плоскость, проходящая через главный фокус линзы перпендикулярно глазной оптической оси, называется фокальной плоскостью. У линзы два главных фокуса в однородной среде расположены на одинаковых расстояниях от ее оптического центра. Расстояние от оптического центра линзы до главного фокуса называется фокусным расстоянием F линзы.

Любая прямая, проходящая через оптический центр линзы и не совпадающая с главной оптической осью, называется побочной оптической осью. Световые лучи, параллельные побочной оптической оси собирающей линзы, проходят через точку пересечения побочной оптической оси с фокальной плоскостью.

В воздухе или в вакууме все лучи, параллельные главной оптической оси вогнутой линзы, отклоняются от оптической оси, поэтому вогнутые линзы называются рассеивающими линзами.

Продолжения лучей в противоположную сторону сходятся в одной точке F на главной оптической оси перед линзой. Эта точка называется главным фокусом рассеивающей линзы. Главный фокус рассеивающей линзы мнимый, так как в действительности лучи света в нем не собираются.

Формула тонкой линзы:

±

Здесь d – расстояние от предмета до линзы, f – расстояние от линзы до изображения, F – фокусное расстояние.

Величины f, d, и F могут быть, как положительными, так и отрицательными.

Величину, характеризующую преломляющую способность линзы, называют оптической силой линзы. Ее обозначают буквой D.

D выражают в диоптриях [дптр]. Оптической силой в 1 диоптрию обладает линза с фокусным расстоянием в 1 метр. Изображение, даваемое линзой, как правило отличается по своим размерам от предмета. Линейным увеличением называют отношение линейного размера изображения к линейному размеру предмета.

Волновая оптика

Волновая оптика — раздел оптики, который изучает распространение света на основании его волновой природы, то есть рассматривает свет, как электромагнитную волну. Волновая оптика изучает такие процессы, как интерференция, дифракция, поляризация, дисперсия и т. д.

После проведения опытов, показывающих интерференцию и дифракцию света, стало очевидно, что в этих опытах свет ведёт себя таким же образом, как другие волны (например, волны на воде, которым также присуща интерференция и дифракция). Если совсем просто, то интерференция — это способность волн накладываться друг на друга. То есть в той точке пространства, где встретились несколько волн, суммарная амплитуда получится в результате векторной суммы всех волн. Дифракция — это способность волны огибать препятствие. Затем удалось измерить длину световой волны, обнаружить возможность поляризации световых колебаний. Геометрическая оптика – есть предельный случай волновой оптики.

Поиск по сайту: