32. Поширення світла в різних середовищах, оптична густина середовища.

Оскільки світло є електромагнітною хвилею, то в однорідному середовищі воно поширюється рівномірно і прямолінійно. Це дозволяє використовувати пучки світла для точних робіт (будівництва тунелів, високих будинків і т.п.).

Прямолінійне поширення світла від точкового джерела утворює різкі контури тіней - зон, куди не потрапляють промені від частин поверхонь джерела світла. Якщо джерело світла протяжне, то утворюються також зони пів тіней, куди попадають промені від частин поверхні джерела світла.

Швидкість світла у вакуумі дорівнює граничній швидкості для будь-якого матеріального тіла і дорівнює швидкості поширення електромагнітної хвилі c= 3·10⁸ м/с

Оптична густина - міра ослаблення світла прозорими об'єктами (такими, як кристали, скла, фотоплівка) або відбиття світла непрозорими об'єктами (такими, як фотографія). Чим менша швидкість поширення світла в середовищі, тим більшою є оптична густина середовища.

Так, повітря має більшу оптичну густину, ніж вакуум, оскільки в повітрі швидкість світла дещо менша, ніж у вакуумі. Оптична густина води менша, ніж оптична густина алмазу, оскільки швидкість світла у воді більша, ніж в алмазі.

Чим більше відрізняються оптичні густини двох середовищ, тим більше заломлюється світло на межі їх поділу. Іншими словами, чим більше змінюється швидкість світла на межі поділу двох середовищ, тим сильніше воно заломлюється.

33. Відбивання світла, плоске дзеркало.

В залежності від властивостей тіл і стану їх поверхні, падаюче на них світло може поглинатись, відбиватись на їх поверхні або потрапляти всередину тіл.

Відбивання буває дзеркальне, а буває дифузне (тобто розсіювання). Світло відбивається дзеркально від гладеньких поверхонь тіл (поліровані поверхні твердих тіл, поверхня води).

Кут між падаючим на дзеркало променем і перпендикуляром (нормаллю) до поверхні дзеркала, проведеним у точку падіння, називають кутом падіння; кут γ між відбитим променем і нормаллю називають кутом відбивання.

Закони відбивання

1) Промені падаючий 1 і відбитий 2 та перпендикуляр до межі поділу (нормаль) лежать в одній площині.

2) Кут відбивання дорівнює куту падіння

Для того, щоб поверхня була дзеркалом необхідно, щоб світлові промені відбивалися від неї, не розсіюючись у різні напрямки. Цього можна досягти роблячи поверхню гладенькою таким чином, щоб нерівності на ній були меншими за довжину хвилі.

Іншою необхідною умовою є високий коефіцієнт відбиття речовини, з якої зроблено дзеркало. Зустрічаючись із границею розділу двох середовищ, світло частково відбивається, а частково проникає в інше середовище. Світло, яке пройшло границю розділу, поглинається в новому середовищі. Для виготовлення дзеркала необхідно зменшити долю поглинутого світла й збільшити долю світла, яке відбилося від поверхні.

34. Заломлення світла, лінза.

Заломлення - зміна напряму поширення випромінювання при проходженні межі розділу двох середовищ з різною оптичною густиною (наприклад, повітря-скло, скло-вода).

Кут, на який змінюється напрям поширення випромінювання, залежить від оптичної густини обох середовищ, а також від довжини хвилі самого випромінювання. Явище заломлення широко використовується в оптиці. Наприклад, випромінювання, заломлюючись в призмі, розкладається на спектр.

При заломленні світла деякими кристалами виникає не один а два заломлені промені, які розповсюджуються в різних напрямках.

Показник - це характерне для середовища число, яке визначає в скільки разів швидкість розповсюдження світла в середовищі менша за швидкість світла у вакуумі.

Оптична лінза - найпростіший оптичний елемент, виготовлений із прозорого матеріалу, обмежений двома заломлюючими поверхнями, які мають спільну вісь, або взаємно перпендикулярні площини симетрії.

Оптичні лінзи зазвичай виготовляються зі скла або пластику. Природною оптичною лінзою є кришталик ока.

Лінзу називають тонкою, якщо її товщина мала порівняно з радіусами сферичних поверхонь, що її обмежують. Сферичні тонкі лінзи бувають опуклі і вгнуті.

Опуклі лінзи мають властивість збирати заломлене світло (кожну з лінз можна умовно розділити на три частини, з яких краї 1 і 3- призми, що заломлюють промені до основи, а середина 2- плоскопаралельна пластинка), тому їх називають збиральними (у них середина товста, а краї тонші). Вгнуті лінзи розсіюють світло після заломлення, їх називають розсіювальними (середина тонка, а краї товстіші).