Геометрическая оптика

Геометрическая оптика — раздел физики, изучающий законы распространения света и получения изображений. Основной моделью геометри



Ческой оптики является световой луч.

Закон прямолинейного распространения света. В однородной и изотропной среде свет распространяется по прямой линии.

Луч — линия, вдоль которой распространяется световая энергия.

Законы отражения и преломления света на границах двух сред

• Луч падающий, луч отраженный и луч преломленный лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведенным к плоскости через точку падения.

• Угол падения равен углу отражения.

• Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данной границы раздела двух сред и называется относительным показателем преломления л21

Второй среды относительно первой.

Абсолютный показатель преломления вещества — показатель преломления данного вещества относительно вакуума. Абсолютный показатель преломления показывает, во сколько раз скорость света в веществе меньше, чем в вакууме:

Где с — скорость света в вакууме, v — скорость

Света в среде.

Дисперсия света — зависимость показателя преломления вещества от частоты света.

Плоское зеркало дает мнимое изображение предмета, симметричное относительно плоскости зеркала.

Ход лучей в призме: при прохождении сквозь призму с большим показателем преломления, чем у среды, луч отклоняется к основанию сечения призмы, параллельного ее основаниям.

Явление полного (внутреннего) отражения. При переходе луча из среды более оптически плотной в среду менее оптически плотную при определенном угле падения (предельном угле) преломление света невозможно.

Линза — прозрачное тело, ограниченное двумя, чаще всего сферическими, поверхностями.

Тонкая линза — модель линзы, у которой расстояние между ограничивающими поверхностями много меньше их радиусов кривизны.

Оптический центр — точка линзы, через которую лучи проходят, не преломляясь.

Главная оптическая ось — линия, проходящая через оптический центр линзы перпендикулярно плоскости линзы.

Фокусное расстояние (F) — расстояние от линзы до точки, в которой пересекаются лучи (или их продолжения), параллельные главной оптической оси. У рассеивающих линз фокусное расстояние считается отрицательным.

Оптическая сила линзы (£>) — величина, обратная фокусному расстоянию линзы. Единица оптической силы — диоптрия (дп).

1 дп — оптическая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м.

У собирающих линз оптическая сила положительна, а у рассеивающих отрицательна.

Построение изображения в собирающих линзах.

Построение изображения в рассеивающих линзах.

Формула линзы:

1 = 1 + 1,

F 1 d

Где F — фокусное расстояние (м), f — расстояние от собирающей линзы до изображения (м), d — оптическая сила линзы (дп).

Увеличение, даваемое линзой (Г) — отношение линейных размеров изображения к линейным размерам предмета:

Элементы физической оптики

Интерференция света — явление усиления или ослабления интенсивности света при наложении волн от когерентных источников.

Когерентные источники — источники, испускающие свет одинаковой длины с неизме - няющейся разностью фаз между волнами в любой точке пространства.

Дифракция света — отклонение волн при прохождении через препятствие.

Волновые свойства света проявляются в явлениях интерференции, дифракции, поляризации.

Корпускулярные свойства света проявляются в явлениях фотоэффекта, поглощения и испускания света атомами.

Фотоэффект — выбивание светом электронов

Из атомов.

Законы фотоэффекта

1. Количество вылетающих под действием света за 1 с электронов с поверхности металла прямо пропорционально освещенности поверхности.

2. Кинетическая энергия вылетающих электронов зависит только от частоты падающего света и рода вещества и не зависит от освещенности.

3. Существует минимальная частота, при которой у данного вещества фотоэффект не наблюдается. Эта частота называется красной границей фотоэффекта.

Свет излучается и поглощается квантами (порциями). Энергия кванта равна hv.

Постоянная Планка (h) — фундаментальная

Константа, h = 6,63 • 10~34 Дж • с.

Постулаты Эйнштейна

• Все физические явления протекают одинаково в любой инерциальной системе отсчета.

• Скорость света в вакууме не зависит от скорости источника и приемника, постоянна во всех инерциальных системах отсчета.

Связь между массой и энергией:

Е = тс2.




See also: