19. Основные законы геометрической оптики (закон прямолинейного распространения закон независимости лучей, закон отражения, закон преломления)

Закон прямолинейного распространения света: в оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно. Опытным доказательством этого закона могут служить резкие тени, отбрасываемые непрозрачными телами при освещении светом источника достаточно малых размеров («точечный источник»). Другим доказательством может служить известный опыт по прохождению света далекого источника сквозь небольшое отверстие, в результате чего образуется узкий световой пучок. Этот опыт приводит к представлению о световом луче как о геометрической линии, вдоль которой распространяется свет. Следует отметить, что закон прямолинейного распространения света нарушается и понятие светового луча утрачивает смысл, если свет проходит через малые отверстия, размеры которых сравнимы с длиной волны. Таким образом, геометрическая оптика, опирающаяся на представление о световых лучах, есть предельный случай волновой оптики при λ → 0. Границы применимости геометрической оптики будут рассмотрены в разделе о дифракции света.

На границе раздела двух прозрачных сред свет может частично отразиться так, что часть световой энергии будет распространяться после отражения по новому направлению, а часть пройдет через границу и продолжит распространяться во второй среде.

Закон отражения света: падающий и отраженный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости (плоскость падения). Угол отражения γ равен углу падения α.

Закон преломления света: падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β есть величина, постоянная для двух данных сред:

20. Понятие линзы. Основные характеристики линзы( главная оптическая ось, оптический цент, побочная ось, гланая плоскость, главный фокус, фокальная плоскость , фокусное расстояние). Виды линз

см по вопросам и выбирай ответ.(постарайся рисунок объяснить как строить)

21. Оптическая сила линзы и ее единицы измерения. Формула такой линзы.

Для характеристики оптических свойств различных линз часто пользуются величиной, обратной фокусному расстоянию линзы f. Величина

называется оптической силой линзы.

Чем короче фокусное расстояние, тем сильнее преломляет линза и тем больше D. Таким образом, D может служить характеристикой преломляющей способности линзы.

Для тонких линз и центральных лучей применима

Формула линзы: 1/g + 1/b = 1/F = (n-1) · (1/r1 + 1/ r2).

Фокусное расстояние F зависит от коэффициента преломления стекла и радиусов кривизны линзы.

δ = α + β; согласно закону тонких призм δ = (n-1) ω ; α ≈ tg α = h1/g ; β ≈ tg β = h2/b ;

и = sin и = h1/r1 ; v = sin v = h2/r2 ; и + v = ω .

После подстановки в выражении для δ получим:

h1/g + h2/b = (n-1) · (h1/r1 + h2/r2).

Для тонких линз h1 ≈ h2; следовательно,

1/g + 1/b = (n-1) · (1/r1 + 1/r2).

Оптическая сила измеряется в диоптриях. Оптическая сила является обратной величиной фокусного расстояния, измеренного в метрах.

D = 1/F м – 1.

Исправление недостатков зрения. При дальнозоркости лучи от предмета, попадая в глаз, пересекаются за сетчаткой. Собирающая линза, помещенная перед хрусталиком, приближает изображение, так что оно попадает на сетчатую оболочку. При близорукости лучи, слишком сильно преломленные глазом, не попадают на сетчатку. Рассеивающая линза делает их более расходящимися; тем самым изображение удаляется и попадает на сетчатку.