Белорусский национальный технический университет

Приборостроительный факультет

Кафедра «Лазерная техника и технология»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

“Отражательные призмы“

по дисциплине «Прикладная оптика»

2012

1. Отражательные призмы

Цель работы – изучить конструкции и действие отражательных призм. Ознакомиться с назначением и применением призм в приборостроении.

Задание по работе:

1. Начертить заданные призмы, провести ход осевого луча, с учетом явления полного внутреннего отражения, проверить оборачивающее действие, сделать развёртки, определить коэффициент призмы.

2. Определить графически оборачивающее действие призмы.

3. Классифицировать предложенные призмы на группы:

а) по числу отражающих граней;

б) по оборачивающему действию.

1.1. Теоретическая часть

1.1.1. Основные законы распространения света

Основные выводы геометрической оптики создают необходимый математический аппарат для проектирования и расчета оптических систем.

1. Закон прямолинейного распространения света: распространение света между двумя точками в однородной (n = const) и изотропной среде осуществляется по прямой линии.

На основе закона объясняют явления солнечных и лунных затмений, геодезические и астрономические измерения, образование теней и полутеней.

Закон неприменим для лучей, проходящих через малое отверстие, край диафрагмы или любой задерживающий экран, где проявляется явление дифракции, а также, если среда является неоднородной.

2. Закон независимости распространения света: отдельные лучи и пучки, встречаясь, друг с другом и пересекаясь, не оказывают взаимного влияния. Явление интерференции не учитывают.

Закон справедлив для лучей, выходящих из различных центров излучения; не применим для лазерного излучения.

3 . Закон преломления: на границе прозрачных сред луч, падающий и преломленный, вместе с нормалью к поверхности в точке падения луча лежат в одной плоскости, а отношение синуса угла падения лучей к синусу угла преломления для двух данных оптических сред есть величина постоянная рис. 1.1).

1.1

Это отношение называется относительным показателем преломления двух сред.

Оптическая среда – это прозрачная среда с точно известным значением показателя преломления и средней дисперсии. Среда с большим показателем преломления называется средой оптически более плотной, а с меньшим – оптически менее плотной.

Все оптические среды характеризуются абсолютным показателем преломления или просто показателем преломления n, представляющим собой отношение синуса угла падения к синусу угла преломления при переходе луча из вакуума в данную среду.

Показатель преломления вакуума равен единице, а показатель преломления воздуха мало отличается от единицы n_в=1,00027.

Учитывая соотношение (1.1), имеем

1.2

Последнее выражение называется оптическим инвариантом показателя преломления.

Если

n  n^ , II  II

в противном случае n  n – II II.

4. Закон отражения: от полированных зеркальных поверхностей: луч, падающий и отраженный, вместе с нормалью к поверхности в точке падения луча лежат в одной плоскости, а угол отражения равен углу падения по абсолютной величине, но противоположен ему по знаку рис. 1.2: = 

Закон отражения можно представить как частный случай закона преломления 1.2 при n =  n, что соответствует изменению направления скорости луча после отражения при его распространении в той же среде, что и до отражения.

На законе отражения основан принцип действия зеркал и отражательных призм.