Световые волны

Линзы

ЗАКОНЫ ОТРАЖЕНИЯ

1. Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр к границе раздела двух сред лежат в одной плоскости.

2. Угол отражения равен углу падения.

Линза представляет собой прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями. Линза называется тонкой, если ее толщина мала по сравнению с радиусами кривизны поверхностей.

Основное свойство линзы: лучи, испущенные точечным источником света под малыми углами к главной оптической оси, после преломления в линзе собираются в одну точку (или собираются продолжения лучей), т.е. изображением точечного источника является точка.

собирающая линза

Параллельный пучок лучей после прохождения через линзу становится сходящимся.

Если падающий пучок параллелен главной оптической оси, лучи после прохождения линзы собираются в ее фокусе.

рассеивающая линза

Параллельный пучок лучей после прохождения через линзу становится расходящимся.

Если падающий пучок параллелен главной оптической оси, то после прохождения линзы лучи идут так, что их продолжения проходят через фокус, расположенный с той стороны линзы, откуда падает параллельный пучок.

основные элементы линзы

Главная оптическая ось — прямая, проходящая через центры сферических поверхностей линзы.

Оптический центр — пересечение главной оптической оси с линзой.

Побочная оптическая ось — любая прямая, проходящая через оптический центр.

Расстояние от линзы до ее фокуса называется фокусным расстоянием.

Величина, обратная фокусному расстоянию, называется оптической силой линзы: D=1/F. [D] = дптр = м^-1. Например, если F = 20 см, D =5 дптр.

ПОСТРОЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ В ЛИНЗАХ

Изображение называется действительным, если прошедшие лучи образуют сходящийся пучок и пересекаются в одной точке, (действительное изображение может быть получено на экране). Изображение называется мнимым, если прошедшие лучи образуют расходящийся пучок — оно находится в точке пересечения продолжений лучей, прошедших через линзу (мнимое изображение не может быть получено на экране).

Волновая природа света обнаруживается в явлениях интерференции и дифракции

ДИСПЕРСИЯ – зависимость скорости света (и, следовательно, показателя преломления) от длины волны.

Белый свет (например, солнечный) представляет собой совокупность электромагнитных монохроматических (в переводе с латыни "одноцветных") волн, т. е. волн, имеющих определенную длину волны. В вакууме волны с любой длиной волны распространяются с одной и той же скоростью с = 299 792 458 м/с. В веществе (стекло, вода и т. п.) скорость электромагнитных волн меньше, причем она зависит от длины волны.

В результате дисперсии пучок белого света после преломления в призме разлагается в разноцветный спектр. Лучи спектра можно снова собрать с помощью зеркал или другой призмы и получить белый свет.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ Представляет собой наложение двух или нескольких световых волн с одинаковой длиной волны, при котором возникают чередующиеся максимумы и минимумы (интерференционная картина).Для наблюдения интерференции необходимы когерентные световые пучки,т. е. пучки света не только с одинаковой длиной волны, но и с постоянной разностью фаз. Такие пучки (если не использовать лазеры) можно получить, если пучок света от одного и того же источника разделить на два пучка.Например, цвета тонких пленок и кольца Ньютона возникают в результате интерференции волн, отраженных от двух близко расположенных поверхностей.
Возникновение цветов тонких пленок	Возникновение колец Ньютона
Применения интерференции света:просветление оптики, точное определение размеров тел, контроль качества обработки поверхностей.

ДИФРАКЦИЯ

Представляет собой отклонение от прямолинейного распространения света.

Наблюдается при прохождении света через малые отверстия или при огибании светом препятствий, размеры которых сравнимы с длиной световой волны.

Дифракция возникает в результате интерференции вторичных волн

Примеры: свет, прошедший через малое отверстие, дает на экране систему концентрических кругов, тень от малого диска содержит светлое пятно в центре.

ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА

Представляет собой пластинку с большим числом чередующихся прозрачных и непрозрачных полос (число полос может доходить до нескольких тысяч на 1 мм).

Используется для исследования спектрального состава света и измерения длины световой волны.

Максимум наблюдается под углом j, определяемым условием:

d sinj = k l,

где k — порядок максимума (целое число), l — длина волны света, d — период дифракционной решетки.

Это соотношение называется формулой дифракционной решетки.

Если направить на дифракционную решетку пучок белого света, на экране будет наблюдаться резкий белый центральный максимум (при k = 0), а максимумы других порядков будут наблюдаться при различных углах, благодаря чему на экране возникают разноцветные "спектральные" полосы. В отличие от разложения света с помощью призмы при дифракции больше всего отклоняется не фиолетовый, а красный свет, поскольку у него больше длина волны.

Дата добавления: 2013-12-12