|
Читайте также: |
Если размеры светящегося тела намного меньше расстояния, на котором мы оцениваем его действие, и его размерами можно пренебречь, то светящееся тело называется точечным источником.
Световой луч – это линия, вдоль которой распространяется энергия от источника света.
Тень – это область пространства, в которую не попадает свет от источника света.
Полутень – это область пространства, в которую попадает часть свет от части источника света.
Фронт механической волны – совокупность точек, колеблющихся в одинаковой фазе
Принцип Гюйгенса – каждая точка фронта волны является источником вторичных волн, распространяющихся во все стороны со скоростью распространения волны в среде.
Огибающая вторичных волн определяет фронт волны в последующие моменты времени.
Луч – вектор перпендикулярный фронту волны, показывающий направление переноса энергии волны в данной точке.
Угол падения волны – угол между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела двух сред в точке падения.
Угол отражения волны – угол между отраженным лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности
Закон отражения волн: угол отражения равен углу падения.
Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости.
Мнимое изображение – изображение предмета, возникающее при пересечении продолжений лучей расходящегося пучка.
Мнимое изображение источника в плоском зеркале располагается симметрично относительно зеркала.
Преломление – изменение направления распространения волны при прохождении из одной среды в другую.
Угол преломления – угол между преломленным лучом и перпендикуляром к границе раздела в точке падения.
Абсолютный показатель преломления – физическая величина, равная отношению скорости света в вакууме к скорости света в данной среде
n = c/v
Закон преломления:
отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно отношению показателей преломления второй среды к первой
=
Полное внутреннее отражение – явление отражения света от оптически менее плотной среды, при котором преломление отсутствует, а интенсивность отраженного света практически равна интенсивности падающего.
Угол полного внутреннего отражения – минимальный угол падения света, начиная с которого возникает явление полного внутреннего отражения
α = arcsin
Волоконная оптика – система передачи оптических изображений с помощью световолокна (световодов)
Луч, прошедший плоскопараллельную пластину, выходит из нее параллельно направлению падения на нее.
Преломляющий угол призмы – угол между гранями призмы, на которых происходит преломление света.
Угол отклонения луча призмой
δ = α (n-1)
Линейное увеличение оптической системы – физическая величина, равная отношению размера изображения предмета к размеру предмета
Г0 =
Линза – прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.
Главная оптическая ось линзы – прямая, на которой лежат центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу
Главная плоскость линзы – плоскость, проходящая через центры линзы перпендикулярно главной оптической оси.
Собирающие линзы – линзы, преобразующие параллельный пучок световых лучей в сходящийся.
Собирающими линзами являются выпуклые линзы.
Рассеивающие линзы – линзы, преобразующие параллельный пучок световых лучей в расходящийся.
Рассеивающими линзами являются вогнутые линзы.
Тонкая линза – линза, толщина которой пренебрежимо мала по сравнению с радиусами кривизны ее поверхностей.
Главный фокус собирающей линзы – точка на главной оптической оси, в которой собираются лучи, падающие параллельно главной оптической оси, после преломления их в линзе.
Фокусное расстояние линзы – расстояние от главного фокуса до центра линзы.
Фокусное расстояние линзы в вакууме определяется радиусом кривизны сферических поверхностей, ограничивающих линзу, и абсолютным показателем преломления материала линзы.
= (n -1)(+)
Для выпуклой поверхности радиус кривизны больше нуля,
для вогнутой – меньше нуля,
для плоской – стремиться к бесконечности.
Фокальная плоскость линзы – плоскость, проходящая через главный фокус линзы перпендикулярно главной оптической оси.
Характерные лучи для собирающей линзы:
- луч, параллельный главной оптической оси
- луч, проходящий через главный фокус линзы
- луч, идущий через оптический центр линзы
Пучок параллельных лучей, падающий на собирающую линзу, сходится после преломления в одной точке фокальной плоскости.
Действительное изображение точка А – точка А’, в которой сходится после преломления в линзе пучок лучей, испускаемых точкой А.
Поперечное увеличение линзы – отношение координаты изображения к координате предмета, отсчитываемых перпендикулярно главной оптической оси в поперечном направлении.
Г =
Формула тонкой линзы
= +
d – расстояние вдоль главной оптической оси от предмета до цента линзы
f – расстояние вдоль главной оптической оси от изображения до центра линзы.
Оптическая сила – величина, обратная фокусному расстоянию
D =
Единица измерения – дптр (диоптрия)
Для собирающей линзы D > 0
Для рассеивающей линзы D < 0
При d > 2F изображение предмета в собирающей линзе действительное, пеевернутое, уменьшенное
При F < d < 2F – действительное, перевернутое, увеличенное
При d < F – мнимое, прямое, увеличенное
Главный фокус рассеивающей линзы – точка на главной оптической оси, через которую проходят продолжения расходящегося пучка лучей, возникшего после преломления в линзе лучей, параллельных главной оптической оси.
Характерные лучи для рассеивающей линзы
- луч, параллельный главной оптической оси
- луч, падающий в направлении мнимого главного фокуса, находящегося за линзой
- луч, идущий через оптический центр линзы
Пучок параллельных лучей, падающий на тонкую рассеивающую линзу, преломляется так, что продолжения преломленных лучей пересекаются в одной точке фокальной плоскости линзы.
Формулу тонкой линзы можно использовать и для рассеивающей линзы при условии, что
F < 0, f < 0
Изображение предмета в рассеивающей линзе всегда мнимое, прямое, уменьшенное и располагается между линзой и главным фокусом по ту же сторону от линзы, что и педмет.
Оптическая сила системы близкорасположенных линз равна сумме оптических сил этих линз
D = D1 + D2
Аккомодация – способность глаза к изменению его оптической силы.
Дальняя и ближняя точки – наиболее и наименее удаленные от глаза точки расположения объекта, четко видимые глазом.
Расстояние наилучшего зрения – расстояние от объекта до глаза, при котором угол зрения оказывается максимальным, а глаз не утомляется при длительном наблюдении.
Основные дефекты зрения: ослабление зрения с возрастом, дальнозоркость, близорукость, астигматизм, дальтонизм.
Угловое увеличение – отношение угла зрения глаза, полученного с помощью оптического прибора, к углу зрения невооруженного глаза на расстоянии наилучшего зрения.
Лупа – короткофокусная собирающая линза.
Угловое увеличение лупы пропорционально ее оптической силе:
Гα = dнD
где dн = 25 см – расстояние наилучшего зрения.
Угловое увеличение микроскопа прямо пропорционально оптическим силам объектива D1 и окуляра D2:
Гα = D1D2dиL
L – минимальное расстояние между главными фокусами объектива и окуляра
Угловое увеличение телескопа-рефлектора
Гα =
F1, F2 - фокусные расстояния объектива и окуляра
Максимальное угловое увеличение телескопа-рефлектора получается при соединении длиннофокусного объектива с короткофокусным окуляром.
Когерентные волны – волны с одинаковой частотой, поляризацией и постоянной разностью фаз.
Время когерентности – средняя длительность «цуга» гармонического излучения.
Длина когерентности – расстояние, на котором происходит устойчивое гармоническое колебание световой волны.
Интерференция – явление, наложения когерентных волн, вследствие которого наблюдается устойчивое во времени усиление или ослабление результирующих колебаний в различных точках пространства.
Максимальная результирующая интенсивность при интерференции когерентных колебаний в определенной точке пространства получается при их запаздывании друг относительно друга на время, кратное периоду этих колебаний:
Dtmax = mT, где m = 0, ±1, ±2,...
Минимальная результирующая интенсивность при интерференции когерентных колебаний в определенной точке пространства получается при их запаздывании друг относительно друга на время, кратное нечетному числу полупериодов этих колебаний:
Dtmin = (2m + 1)T/2, где m = 0, ±1, ±2,...
Геометрическая разность хода Δ интерферирующих волн – разность расстояний от источников волн до точки их интерференции.
Условие интерференционного максимума:
Δ = mλ, где m = 0, ±1, ±2,...
Условие интерференционного минимума:
Δ = (2m + 1) λ/2, где m = 0, ±1, ±2,...
Когерентные источники света получаются при разделении светового потока от источника естественного света.
Просветление оптики – уменьшение отражения света от поверхности линзы в результате нанесения на нее специальной пленки.
Дифракция – явление нарушения целостности фронта волны, вызванное резкими неоднородностями в среде.
Дифракция проявляется в нарушении прямолинейности распространения световых лучей, огибании волнами препятствий, в проникновении света в область геометрической тени.
Принцип Гюйгенса-Френеля:
возмущение в любой точке пространства является результатом интерференции когерентных вторичных волн, излучаемых каждой точкой фронта волны.
Зона Френеля – множество когерентных источников вторичных волн, максимальная разность хода между которыми (для определенного направления распространения) равна λ/2.
Условие дифракционного минимума на щели шириной а:
a sin(αm)= mλ, где m = 0, ±1, ±2,...
αm – угол наблюдения
Приближение геометрической оптики справедливо при условии:
λ <<
a – размер препятствия на пути волны
l – расстояние до препятствия
Условие главных максимумов при дифракции света на решетке с периодом d:
d sin(αm)= mλ, где m = 0, ±1, ±2,...
αm – угол наблюдения
Увеличение числа щелей приводит к увеличению интенсивности и уменьшению ширины главных максимумов.
Возможность раздельного наблюдения главных максимумов m-го порядка близких волн λ1 и λ2 характеризуется способностью А дифракционной решетки:
A =
Чем больше N щелей и выше порядок спектра m, тем выше разрешающая способность дифракционной решетки.
Дата добавления: 2015-11-14; просмотров: 50 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Детектирование | | | ПРИНЦИП ГЮЙГЕНСА |