80) Построение изображения в линзах.

Правила:

1. Лучи, проходящие через оптический центр не преломляются.

2. Лучи, падающие на линзу параллельным пучком, пересекаются в главном или побочном фокусе.

3. Главная плоскость линзы отображает размеры предмета без искажений.

Формула собирающей линзы: 1/А+1/В=1/f А – от предмета до линзы, В – от изображения до линзы.

Формула рассеивающей линзы: 1/b-1/a=1/f b – от линзы до фокуса, а – от предмета до линзы.

81) Оптические приборы - устройства, в которых излучение какой-либо области спектра (ультрафиолетовой, видимой, инфракрасной) преобразуется (пропускается, отражается, преломляется, поляризуется). Отдавая дань исторической традиции, оптическими обычно называют приборы, работающие в видимом свете. При первичной оценке качества прибора рассматриваются лишь основные его характеристики: способность концентрировать излучение – светосила; способность различать соседние детали изображения – разрешающая сила; соотношение размеров предмета и его изображения – увеличение. Для многих приборов определяющей характеристикой оказывается поле зрения – угол, под которым из центра прибора видны крайние точки предмета.

Глаз как оптическая система.

Поток излучения, отраженный от наблюдаемого предмета, проходит через оптическую систему глаза и фокусируется на внутренней поверхности глаза – сетчатой оболочке, образуя на ней обратное и уменьшенное изображение (мозг «переворачивает» обратное изображение, и оно воспринимается как прямое). Оптическую систему глаза составляют роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело. Особенностью этой системы является то, что последняя среда, проходимая светом непосредственно перед образованием изображения на сетчатке, обладает показателем преломления, отличным от единицы. Вследствие этого фокусные расстояния оптической системы глаза во внешнем пространстве (переднее фокусное расстояние) и внутри глаза (заднее фокусное расстояние) неодинаковы. Преломление света в глазе происходит главным образом на его внешней поверхности – роговой оболочке, или роговице, а также на поверхностях хрусталика. Радужная оболочка определяет диаметр зрачка, величина которого может изменяться непроизвольным мышечным усилием от 1 до 8 мм. Аккомодация – это способность глаза приспосабливаться к четкому различению предметов, расположенных на разных расстояниях от глаза.

82) Дисперсия света – явление зависимости показателя преломления среды от длины волны. n= f(λ) Один из самых наглядных примеров дисперсии — разложение белого света при прохождении его через призму (опыт Ньютона). Сущностью явления дисперсии является неодинаковая скорость распространения лучей света c различной длиной волны в прозрачном веществе — оптической среде (тогда как в вакууме скорость света всегда одинакова, независимо от длины волны и следовательно цвета).

83) Поглощение света. При прохождении света через какую-либо среду из-за преобразования эл-маг энергии в другие виды энергии наблюдается поглощение света.

Интенсивность света – отношение энергии, переносимой светом через площадь перпендикулярно световому потоку, к размеру этой площадки и времени переноса.

I=ΔW/ΔSΔt

Закон Бугера:

Интенсивность света пропорциональна квадрату напряженности электрической составляющей света.

I=I₀e^-ka

I~E²

84) Рассеяние света – отклонение световых лучей от первоначального направления. Оно возможно только, когда среда неоднородна, т. е. n изменяется.

Закон Релея:

Интенсивность света обратно пропорциональна 4-й степени длины волны.

I~1/λ⁴

85) Интерференция света - явление взаимного усиления или ослабления света до полной темноты (гашения) при наложении двух его волн, которые имеют одинаковые частоты колебаний.

Когерентность – лежат в одной плоскости, одной частоты, постоянная во времени и пространстве разность фаз.

Условия max: (светло)

Δ=2m(λ/2)

Дельта – разность хода световых волн, m – 1,2,3…

Условия min: (темно)

Δ=(2m+1)λ/2

86) Дифракция света – совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света в среде с резкой неоднородностью; связано с отклонением света от законов геометрической оптики и попаданием сета в область геометрической тени.

Виды: отражательная (на зеркале) и прозрачная (на прозрачной поверхности).

Дифракционная решетка – это оптический прибор, работающий по принципу дифракции света. Он представляет собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов, нанесенных на некоторую поверхность.

Формула дифракционной решетки:

dSinα=kλ

где

d — период решетки,

α — угол максимума данного цвета,

k — порядок максимума,

λ — длина волны.

угловая дисперсия

D=Δα/Δλ=k/dCosα

87) Поляризация света - свойство оптического излучения (света), состоящее в неравноправии различных направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу (направлению распространения световой волны).

Виды: линейную поляризацию — в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны; круговую поляризацию — правую либо левую, в зависимости от направления вращения вектора индукции; эллиптическую поляризацию — случай, промежуточный между круговой и линейными поляризациями.

Закон Малюса.

I=1/2*I₀Cos²φ где I – интенсивность поляризованного света, I₀ – интенсивность естественного света, φ – угол между плоскостями поляризатора и поляризации.

При поляризации света происходит уменьшение его интенсивности.

Свет, в котором колебания световых волн одного направления преобладают над колебаниями других направлений – частичнополяризованный.

88) Двойное лучепреломление — эффект расщепления в анизотропных средах луча света на две составляющие. Если луч света падает перпендикулярно к поверхности кристалла, то на этой поверхности он расщепляется на два луча. Первый луч продолжает распространяться прямо, и называется обыкновенным (o — ordinary), второй же отклоняется в сторону, нарушая обычный закон преломления света, и называется необыкновенным (e — extraordinary). Нарушение закона преломления света необыкновенным лучём связанно с тем, что скорость распространения света (а значит и показатель преломления) волн с такой поляризацией, как у необыкновенного луча, зависит от направления. Для обыкновенной волны скорость распространения одинакова во всех направлениях.

Закон Брюстера.

Угол полной поляризации света зависит от относительного показателя преломления отражающей среды lgα_p=n

89) Тепловое излучение – свечение раскаленных тел, при котором убыль энергии тела при излучении компенсируется соответствующим количеством теплоты, подводимым к телу.

Испускательная способность тела – отношение энергии, излучаемой с единицы поверхности тела, к продолжительности излучения [Дж] R(λ,T)=dW_изл/dt

Поглощательная способность тела – отношение тепловой энергии, поглощенной телом, ко всей падающей на него тепловой энергии [Дж] A(λ,T)=(dW_погл/dW_пад)<1!