Геометрическая оптика
Закон прямолинейного распространения света и независимости световых пучков. Абсолютный показатель преломления среды. Тонкие линзы и построение изображения в линзах. Полное отражение при падении света из среды оптически более плотной в менее плотную.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.08.2015 |
| Размер файла | 1,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Геометрическая оптика
Закон прямолинейного распространения света: свет в оптически однородной среде распространяется прямолинейно. Доказательством этого закона является наличие тени с резкими границами от непрозрачных предметов при освещении их точечными источниками света. Закон справедлив, если свет проходит сквозь малые отверстия, причем отклонение от прямолинейного распространения тем больше, чем меньше отверстия.
Закон независимости световых пучков: эффект, производимый отдельным пучком, не зависит от того, действуют ли одновременно остальные пучки или они устранены. Разбивая свет на отдельные световые пучки(например, с помощью диаграмм), можно показать, что действие выделенных световых пучков независимо.
Закон отражения света: отраженный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред в точке падения; угол отражения равен углу падения :
Закон преломления света: луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, проведенный к границе раздела в точке падения, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных сред:
n21 - показатель преломления второй среды относительно первой(относительный показатель преломления). Индексы в обозначениях углов указывают в какой среде идет луч.
Относительный показатель преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления:
Абсолютным показателем преломления среды называется величина n, равная отношению скорости с электромагнитных волн в вакууме к их фазовой скорости V в среде:
е, м - соответственно электрическая и магнитная проницаемости сред.
Если свет распространяется из среды с большим показателем преломления n1 (оптически более плотной) в среду с меньшим показателем преломления n2 (оптически менее плотную) (n1>n2), например из стекла в воду, то:
Отсюда следует, что преломленный луч удаляется от нормали и угол преломления i2 больше, чем угол падения i1 (рис.а). C увеличением угла падения увеличивается и угол преломления (рис.б,в) до тех пор, пока при некотором угле падения (i1=iпр) угол преломления не окажется равным .
Угол iпр называется предельным углом. При углах i1>iпр весь падающий свет полностью отражается (рис.г).
По мере приближения угла падения к предельному интенсивность преломленного луча уменьшается, а отраженного - растет. Если i1=iпр, то интенсивность преломленного луча обращается в нуль, а интенсивность отраженного равна интенсивности падающего. Таким образом, при углах падения в пределах от iпр до луч не преломляется, а полностью отражается в первую среду, причем интенсивности отраженного и падающего лучей одинаковы. Это явление называется полным отражением.
Явление полного отражения имеет место только при падении света из среды оптически более плотной в среду оптически менее плотную.
Тонкие линзы
Линзы - прозрачные тела, ограниченные двумя поверхностями, преломляющими световые лучи, способные формировать оптические изображения предметов. линза свет прямолинейный преломление
По внешней форме линзы делятся на: 1)двояковыпуклые; 2) плосковыпуклые; 3) двояковогнутые; 4) плосковогнутые; 5) выпукло-вогнутые; 6) вогнуто-выпуклые.
По оптическим свойствам линзы делятся на собирающие и рассеивающие.
Линза называется тонкой, если ее толщина (расстояние между ограничивающими поверхностями) значительно меньше по сравнению с радиусами поверхностей, ограничивающих линзу. Прямая, проходящая через центры кривизны поверхностей линзы, называется главной оптической осью.
Оптический центр линзы - точка, лежащая на главной оптической оси и обладающая тем свойством, что лучи проходят сквозь нее не преломляясь.
Оптический центр О линзы для простоты будем считать совпадающим с геометрическим центром средней части линзы.
Принцип Ферма: действительный путь распространения света (траектория светового луча) есть путь, для прохождения которого свету требуется минимальное время по сравнению с любым другим мыслимым путем между теми же точками.
Формула тонкой линзы
a - расстояние от предмета до линзы, b - расстояние от линза до изображения, R1, R2 - радиусы кривизны поверхностей линзы, n - относительный показатель преломления. Радиус кривизны выпуклой поверхности линзы считается положительным, вогнутой - отрицательным.
Если , т.е. лучи падают на линзу параллельным пучком, то
b=f - фокусное расстояние линзы:
Фокусное расстояние зависит от относительного показателя преломления и радиусов кривизны.
Если , т.е. изображение находится в бесконечности и, следовательно, лучи выходят из линзы параллельным пучком, то a=f.
Фокусные расстояния линзы, окруженной с обеих сторон одинаковой средой, равны.
Точка F, лежащая по обе стороны линзы на расстоянии, равном фокусному, называются фокусами линзы. Фокус - точка, в которой после преломления собираются все лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси.
Оптическая сила линзы:
[дптр]
Линзы с положительной оптической силой являются собирающими, с отрицательной - рассеивающими.
Плоскости, проходящие через фокусы линзы, перпендикулярно ее главной оптической оси, называются фокальными плоскостями.
Рассеивающая линза в отличие от собирающей имеет мнимые фокусы. В мнимом фокусе сходятся (после преломления) воображаемые продолжения лучей, падающих на рассеивающую линзу параллельно главной оптической оси.
Построение изображения в линзах.
Построение изображения в линзах осуществляется с помощью следующих лучей:
1. Луч, проходящий через оптический центр линзы и не изменяющий своего направления
2. Луч, идущий параллельно главной оптической оси; после преломления в линзе этот луч (или его продолжение) проходит через второй фокус линзы
3. Луч (или его продолжение), проходящий через первый фокус линзы; после преломления в ней он выходит из линзы параллельно ее главной оптической оси.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Рассмотрение шкалы электромагнитных волн. Закон прямолинейного распространения света, независимости световых пучков, отражения и преломления света. Понятие и свойства линзы, определение оптической силы. Особенности построения изображения в линзах.
презентация [1,2 M], добавлен 28.07.2015Длины световых волн. Закон прямолинейного распространения света. Относительные показатели преломления. Явление полного внутреннего отражения для построения световодов. Вектор плотности потока энергии. Фазовая и групповая скорости монохроматической волны.
реферат [893,5 K], добавлен 20.03.2014Основные законы оптических явлений. Законы прямолинейного распространения, отражения и преломления света, независимости световых пучков. Физические принципы применения лазеров. Физические явления и принципы квантового генератора когерентного света.
презентация [125,6 K], добавлен 18.04.2014Отклонение лучей призмой. Линзы, их элементы и характеристики. Интерференция света и условия интерференционных максимумов и минимумов. Получение когерентных пучков. Дифракция света и построение зон Френеля. Поляризация света при отражении и преломлении.
реферат [911,7 K], добавлен 12.02.2016Основные законы геометрической оптики. Принцип прямолинейного распространения света. Обратимость световых лучей. Явление полного внутреннего отражения в оптических приборах. Фотометрические величины и их единицы. Спектральное распределение яркости.
контрольная работа [17,6 K], добавлен 09.04.2013Понятие оптического излучения и светового луча. Оптический диапазон длин волн. Расчет и конструирование оптических приборов. Основные законы геометрической оптики. Проявление прямолинейного распространения света. Закон независимости световых пучков.
презентация [12,0 M], добавлен 02.03.2016Свойства света, его физическая природа и взаимодействие с веществом. Получение изображений точечных источников света и протяженных предметов. Закон отражения, нахождение изображений при отражении света от различных типов зеркал. Закон преломление света.
реферат [59,4 K], добавлен 26.04.2010История поиска ответа на вопрос о том, что такое свет. Оптика - учение о природе света, световых явлениях и взаимодействии с веществом. Открытия в области оптики. Закон отражения света. Понятие углов падения и отражения света, зеркальное отражение.
презентация [714,6 K], добавлен 02.04.2012Определение оптики. Квантовые свойства света и связанные с ними дифракционные явления. Законы распространения световой энергии. Классические законы излучения, распространения и взаимодействия световых волн с веществом. Явления преломления и поглощения.
презентация [1,3 M], добавлен 02.10.2014Первые представления о природе света и теория зрительных лучей Евклида. Анализ законов геометрической оптики методом Гюйгенса и выведение законов отражения и преломления. Физический смысл показателя преломления и явление полного внутреннего отражения.
презентация [493,3 K], добавлен 07.09.2010Исторические факты и законы геометрической оптики. Представления о природе света. Действие вогнутых зеркал. Значение принципа Ферма для геометрической оптики. Развитие волновой теории света. Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики.
реферат [231,0 K], добавлен 19.05.2010Фотометрия - измерение световых потоков и величин, связанных с этими потоками. Точечный источник света. Оптическое излучение. Световой поток. Механический эквивалент света. Принцип Гюйгенса. Показатель преломления. Явление полного внутреннего отражения.
презентация [1,9 M], добавлен 21.06.2016Особенности физики света и волновых явлений. Анализ некоторых наблюдений человека за свойствами света. Сущность законов геометрической оптики (прямолинейное распространение света, законы отражения и преломления света), основные светотехнические величины.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 13.10.2012Преобразование света при его падении на границу двух сред: отражение (рассеяние), пропускание (преломление), поглощение. Факторы изменения скорости света в веществах. Проявления поляризации и интерференции света. Интенсивность отраженного света.
презентация [759,5 K], добавлен 26.10.2013Воззрения древних мыслителей о природе света на простейших наблюдениях явлений природы. Элементы призмы и оптические материалы. Демонстрация влияния показателей преломления света материала призмы и окружающей среды на явление преломления света в призме.
курсовая работа [229,3 K], добавлен 26.04.2011Что такое оптика? Ее виды и роль в развитии современной физики. Явления, связанные с отражением света. Зависимость коэффициента отражения от угла падения света. Защитные стёкла. Явления, связанные с преломлением света. Радуга, мираж, полярные сияния.
реферат [3,1 M], добавлен 01.06.2010Обзор особенностей преломления и отражения света на сферических поверхностях. Определение положения главного фокуса преломляющей поверхности. Описания тонких сферических линз. Формула тонкой линзы. Построение изображений предметов с помощью тонкой линзы.
реферат [514,5 K], добавлен 10.04.2013Законы распространения световой энергии в прозрачных средах на основе представления о световом луче. Ход лучей в сечении треугольной призмы. Рассеивающая линза. Квантовые свойства света. Фотоэффект. Закон отражения. Угол падения равен углу отражения.
реферат [144,9 K], добавлен 29.03.2009Рассмотрение дифракции - отклонения световых лучей от прямолинейного распространения при прохождении сквозь узкие щели, малые отверстия или при огибании малых препятствий. Волновые свойства света. Принцип Гюйгенса–Френеля. Строение дифракционной решетки.
презентация [1,4 M], добавлен 04.08.2014Волновая теория света и принцип Гюйгенса. Явление интерференции света как пространственного перераспределения энергии света при наложении световых волн. Когерентность и монохроматичных световых потоков. Волновые свойства света и понятие цуга волн.
презентация [9,4 M], добавлен 25.07.2015
