Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Оптика - розділ фізики, в якому вивчають властивості світла, його фізичну природу, закони поширення і взаємодії з речовиною.
З точки зору сучасної фізики світло має двоїсту природу, володіючи водночас і корпускулярним (частка), і хвильовими властивостями, будучи електромагнітної хвилею. Це носить названіекорпускулярно-хвильового дуалізму світла.
У цьому параграфі ми зупинимося на явищах описуваних в рамках, так званої, геометричній ОПТИКИ - частина оптики, яка вивчає закони поширення світла на основі уявлень про нього як про сукупність світлових променів.
Луч - лінія, вздовж якої переноситься енергія світловими хвилями.
У геометричній оптиці хвильова природа світла не враховується, тобто довжину світлової хвилі в ряді випадків можна вважати зникаюче малою.
Закони геометричної оптики:
1. ЗАКОН прямолінійного поширення світла: в оптично однорідному середовищі світло поширюється по прямих лініях. Зокрема, прямолінійність поширення світла призводить до того, що за непрозорими тілами, освітленими одним джерелом, утворюються тіні.
ЗАКОН НЕЗАЛЕЖНОСТІ СВІТЛОВИМИ ПРОМЕНІВ: поширення світлових променів в середовищі відбувається незалежно один від одного, тобто при перетині двох або більшого числа променів, кожен з них не взаємодіє з іншими, а поширюється так, як якщо б інші світлові промені були відсутні.
Поширення світла у вакуумі відбувається зі швидкістю с »299800. Швидкість світла в речовині (u) менше, ніж у вакуумі, і дорівнює
де n - абсолютний показник заломлення речовини, який визначається співвідношенням. Для переважної більшості середовищ, які розглядаються в оптиці, їх магнітна проникність близька до одиниці, m »1. Тому в досить хорошому наближенні вважають, що показник заломлення визначається діелектричної проникністю середовища
ЗАКОНИ ВІДДЗЕРКАЛЕННЯ І ЗАЛОМЛЕННЯ СВІТЛА.
При падінні світла на кордон розділу двох середовищ відбувається віддзеркалення і заломлення світлових променів (див. Рис 5.1.). Введемо наступні позначення:
a - кут падіння (кут між падаючим променем і перпендикуляром до межі поділу середовищ, проведеним через точку падіння),
b - кут відображення (кут між відбитим променем і перпендикуляром до межі поділу середовищ, проведеним через точку падіння),
g - кут заломлення (кут між заломленим променем і перпендикуляром до межі поділу середовищ, проведеним через точку падіння).
1. Якщо світло не потрапляє в другу середу, в геометричній оптиці виділяють ДВА ЗАКОНУ ВІДДЗЕРКАЛЕННЯ:
· Падаючий промінь, відбитий промінь і перпендикуляр, проведений до поверхні розділу середовищ через точку падіння, лежать в одній площині;
· Кут відбиття дорівнює куту падіння, b = a.
Для законів відображення виконується принцип оборотності СВІТЛОВИМИ ПРОМЕНІВ: промінь світла, що поширюється по шляху відбитого променя У, відбившись в точці О від поверхні розділу середовищ, поширюється далі по шляху падаючого променя А.
2. Тепер розглянемо, що відбувається зі світловим променем, який проходить у другу середу. У ній промінь заломлюється. тобто змінюється кут між перпендикуляром, проведеним до кордону розділу двох середовищ через точку падіння, і променем, що поширюється в другому середовищі. Отже, заломлюючись, промінь змінює свій напрямок. В цьому випадку справедливий ЗАКОН ЗАЛОМЛЕННЯ. встановлений Снелліусом 1620 р Він говорить:
Заломлений промінь лежить в площині, проведеної через падаючий промінь і перпендикуляр до межі поділу двох середовищ у точці падіння, і ставлення синуса кута падіння a до синусу кута заломлення g визначається властивостями цих двох середовищ. а саме
де n1 і n2 - показники заломлення I-ой і II-ой середовищ, відповідно.
Середа з великим показником заломлення називається оптично більш щільною. Швидкість поширення променів в ній маленька.
2. Якщо n2 При a> aпр світло повністю відбивається від межі розділу двох середовищ, і це явище носить назву повного внутрішнього відображення. Кут aпр називається граничним кутом ПОВНОГО ВНУТРІШНЬОГО ВІДБИТТЯ. Його значення визначається із закону заломлення (5.3) у відповідності з наступним співвідношенням: тут враховано, що g = 90 °.Схожі статті