Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Закони геометричної оптики




Рисунок 3- Відбиття променя від дзеркальної поверхні

Теорія геометричної оптики основана на використанні чотирьох фізичних законів.

Закон прямолінійного поширення світла. Відповідно до цього закону світло між двома точками в однорідному і ізотропному середовищі (у середовищі, оптичні властивості якої не залежать від положення точки і від напрямку променя) поширюється по прямій, що з'єднує зазначені точки. На основі закону прямолінійного поширення світла звичайно пояснюють виникнення тіней і напівтіней, явища сонячних і місячних затемнень. Усі найточніші фізичні й астрономічні виміри основані на застосуванні цього закону.

На основі закону прямолінійного поширення світла можна проілюструвати, якщо непрозорий предмет освітити джерелом, розміри якого малі в порівнянні з відстанню до предмета. У цьому випадку спостерігається подоба між контуром предмета і його тінню на екрані, що відповідає геометричному проектуванню за допомогою прямих ліній. Закон прямолінійного поширення світла не застосовується в тих випадках, коли пучок променів проходить крізь діафрагму з дуже малим отвором, край будь-якої діафрагми чи коли на шляху пучка поміщена мала непрозора перешкода. У цих випадках світло поширюється далеко за край тіні чи напівтіні внаслідок явища дифракції. Кут відхилення y, викликаний дифракцією, залежить від багатьох факторів і для круглого отвору визначається формулою siny » l/D, де l- довжина хвилі, a D- діаметр діафрагми.

Переважна більшість оптичних систем має великі поперечні розміри в порівнянні з довжиною хвиль, тому при розробці теорії цих систем явище дифракції можна не враховувати. При l = 546 нм і D = 80 мм кут від відхилення yскладає усього ~2".

Закон незалежності поширення світлових пучків. Суть закону полягає в тому, що окремі промені і пучки, зустрічаючись і перетинаючись один з одним, не роблять взаємного впливу. У геометричній оптиці вважають , якщо кілька пучків падають на ту саму площадку чи сходяться в одній крапці, то дії цих пучків складаються. Інтерференцією при цьому зневажають. Явища інтерференції і дифракції необхідно враховувати при аналізі процесу утворення зображення, тому що це дозволяє пояснити розподіл світлової енергії в кухоль розсіювання і судить про якість зображення.

Закон відображення світла. Якщо промені, розповсюджуючись в однорідному оптичному середовищі, зустрічають дзеркальні чи поліровані поверхні, то вони повністю або частково відбиваються відповідно до закону відображення, що формулюється в такий спосіб:

1. Промінь падаючий АО , нормаль до поверхні, що відбиває, у точці падіння NO і промінь відбитий ОА' лежать в одній площині (рис. 3).



2. Кут відображення e' по абсолютній величині дорівнює куту падіння e.

3. Промінь падаючий і промінь відбитий обернені. Отже, якщо падаючий промінь направити по шляху А'О, то він відіб'ється в напрямку ОА. Принцип дії дзеркал і відбитих призм, використовуваних як деталі оптичних приладів, заснувань на законі відображення світла.

Закон переломлення світла. Промені світла при переході з одного прозорого середовища в інше на межі їх розділу не тільки частково відбиваються, але і переломлюються. Установлень Снел-лиусом і Декартом закон переломлення формулюється в такий спосіб:

Промінь падаючий АО, нормаль NO до поверхні розділу в точці падіння і переломлений промінь ОА' лежать в одній площині (рис. 4).

Добуток показника переломлення середовища на синус кута, утвореного променем з нормаллю, вважається постійним при переході променя з одного середовища в інше, тобто

n sin e = n' sin e'. (1)

3. Промінь падаючий і промінь переломлений обернені. У тих випадках, коли світло поширюється з більш щільного оптичного середовища в менш щільну (n' < n) при визначених значеннях кутів падіння em може відбутися явище повного внутрішнього відображення, що полягає в тому, що пучок не проходить в друге середовище, а відбивається від межі їх розділу (рис. 5). Граничне значення кута падіння em при якому промінь починає ковзати по границі розділу, визначають за формулою:

sin em = n'/n. (2)

Рисунок 4, 5- Переломлення променя на межі двох середовищ

Явище повного внутрішнього відображення широко використовується при створенні різних оптичних деталей, наприклад, відбивних призм, світловодів і т.п.

Варто помітити, що закон відображення може бути представлений як окремий випадок закону переломлення за умови n' = -n, тоді sin e = -sin e' чи e = -e'.

 





Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 1006; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.80.89.146
Генерация страницы за: 0.106 сек.