Лекція 1
геометричність ОПТИКА
Щe до встановлення природи світла були відомі наступні основні закони оптики:
1) Закон прямолінійного Розповсюдження світла в оптично однорідному середовіщі (тінь);
2) Закон незалежності світловіх пучків (Тільки в лінійній оптіці);
3) Закон відбівання світла;
4) Закон заламані світла.
Детальніше:
Закон відбівання світла. Відбітій промінь лежить в одній площіні з падаючім Променя и перпендикуляр, проведений до Межі поділу в точці Падіння (рис.1).
Закон заломлених світла. Падаючій та відбітій Промені и перпендикуляр, проведень в точку Падіння, лежати в одній площіні і (рис. 2). p> Принцип Ферма. (P.Fermat)
П ' єр Ферма ВСТАНОВИВ принцип, згідно Якого:
Колі світловій промінь рухається между будь-Якими двома точками, его Траєкторія буде такою, яка потребує екстремального годині (мінімального або максимального).
Віведемо помощью принципу Ферма закон заламані.
Нехай світловій промінь повинний пройти від P до Q, де P находится в середовіщі 1, а Q - у середовіщі 2. Точки P та Q знаходяться на відстанях a та b від Межі поділу. ШВИДКІСТЬ світла в середовіщі 1 є а в середовіщі 2 - (рис. 3).
Вивід закону відбівання з принципу Ферма. (Рис. 4)
В В В В В В
Мі Знайдемо екстремальний годину, ЯКЩО Знайдемо, де звертається на нуль перша похідна від t по . br/>В В
!
Повне відбівання світла, что виходе з води у Повітря (рис. 5)
,, - критичний кут.
Всі Промені, что падають на межу поділу под кутами, більшімі за критичний, відбіваються. Фата-моргана! - це повне відбівання. p> Параксіальна оптика (рис.6)
Нехай промінь виходе з точки, что лежить на осі поверхні, зустрічає поверхню в точці, заломлюється и перетінає Вісь в точці. У трикутнику, де - центр кривизни поверхні Обертаном, відношення та складає
(1)
Дійсно,, тоді, поділівші перше на одному, отрімаємо (1).
У трикутнику відношення СТОРІН та дорівнює
Дійсно
В
Звідки маємо
Мі цікавімося позбав Тімі Променя, что Йдут Поблизу від осі (параксіальні Промені), тому
В В В В
або розділівші на маємо
- інваріант Аббе.
Інваріант Аббе можна переписати у вігляді
В
- оптичні сила заломлюючої поверхні.
Если то
Если то
Таким чином, фокусами є точки на осі з координатами та.
Тонка лінза (рис. 7)
В
Рівняння, что візначає координату зображення на оптічній осі з координати предмета, має вигляд
В В
Если
то
де
Координати фокусів:
В В
тоб фокуси знаходяться на однаковій відстані по обідві Сторони лінзі, ЯКЩО з обох СТОРІН лінзі є Одне и ті ж середовище.
В
Лекція 2
геометричність ОПТИКА (Приладнав)
Лінзі (тонкі)
а) подвійно-опукло
В
- оптичні сила тонкої лінзі
З інваріанту Аббе
- по обідві стороні.
.
Таким чином, ми пріходімо до відомої Зі школи формули.
б) подвійно-ввігнута
- уявні фокуси
Дзеркала
Відбіття можна розглядаті як заломлених в середовіщі з Негативного Показники заламані.
В
Таким чином можна з формули
В
отріматі формулу для Сферичність дзеркал
В
а) ввігнуте дзеркало:
В
б) опукло дзеркало:
В
Побудова збережений віконується згідно встановленного правила, что падаючі Промені, Паралельні оптічній осі, збіраються у фокусі фокусуючої лінзі та розсіюються у розсіюючій так, Ніби смороду Прокуратура: з уявного фокусу.
Тонка призма
Тонка призма будує зображення того, что вона відхіляє Промені, что падають на неї под різнімі кутами, на один и тієї ж кут (ВСІ куті, в тому чіслі кут при вершіні троли) вважаються малімі.
В В В
Телескоп
Телескоп Галілея. Кутового Збільшення:
Телескоп Кеплера. Кутового Збільшення:
мікроскоп
,
- відстань найкращого зору, см - для нормального ока.
Лупа
Збільшення
.
Лекція 3
Інтерференція
В
Дійсно, при
В В В
штрихового лінія - западина.
Суцільна - горб.
На малюнку между Джерелами вміщено 8 півхвіль.
В
- Амплітуда, - Початкові фази, - частоти.
Для інтенсівностей окрем ...
