ідношенню швидкості поширення світла в середовищі:
,.
Вважається, що чим більше показник заломлення, тим середу оптично більш щільна. Якщо промінь йде з середовища, оптично менш щільною в середу, оптично більш щільну, то (рис. 19.2а). Якщо промінь йде з середовища, оптично більш щільною в середу, оптично менш щільну, то (рис. 19.2б).
При промінь повністю відбивається від межі розділу середовищ, тому називається граничним кутом, а відображення променів від межі розділу середовищ - повним внутрішнім відображенням.
Лінзи
Лінза являє собою прозоре тіло, обмежене криволінійними поверхнями. Найпростіша лінза - сферична. Заломлення променів при проходженні їх через лінзу строго визначається законами заломлення. Розрахунки, проведені на підставі цих законів, показують, що лінзи можна розділити на два типи: що збирають і розсіюють. Використовуючи закони заломлення світла, можна показати, що лінзи а - в (рис. 19.3) збиратимуть падаюче на них паралельний пучок променів, а лінзи г - е - розсіювати. Зліва на малюнках показані умовні позначення тонких збирає і розсіює лінз.
Розглянемо тонку лінзу, тобто лінзу, максимальна товщина якої значно менше її радіусів кривизни (рис. 19.4). Головною оптичною віссю називається пряма, що проходить через центри сферичних поверхонь, що обмежують лінзу. Радіуси цих сфер називаються радіусами кривизни. Фокусом лінзи називається точка перетину заломлених лінзою променів, падаючих паралельно головній оптичній осі. Площина, що проходить через фокус перпендикулярно головній оптичній осі, називається фокальною площиною. Оптичним центром лінзи називається точка, при проходженні через яку будь-який промінь заломлюється таким чином, що напрямок його розповсюдження не змінюється. Оптичний центр - це точка перетину головної оптичної осі з тонкою лінзою. Інші прямі, які відбуваються через оптичний центр лінзи, називаються побічними оптичними осями. Відстань між оптичним центром лінзи і фокусом називається фокусною відстанню. Очевидно, що фокусна відстань є величиною позитивною.
Промені, паралельні побічної оптичної осі, збираються у фокальній площині, в точці її перетину з побічної оптичної віссю (точка М).
У розсіює лінзи фокус уявний. Паралельний пучок променів, падаючих на лінзу, розсіюється. Перетинаються продовження цих променів (рис. 19.5).
Все викладене відноситься до ідеальних оптичних систем і справедливо у досить вузькому параксіальними пучку променів, тобто променів, що утворюють з головною оптичною віссю малий кут.
Величина, зворотна фокусній відстані (вираженого в метрах), називається оптичною силою лінзи:
(дп),
яка вимірюється в діоптрій: 1 дп - це оптична сила такої лінзи, фокусна відстань якої дорівнює 1 м.
Відзначимо, що форма лінзи не визначає того, буде лінза збирає або розсіює. Опукла лінза, поміщена в середовище з великою оптичною щільністю, буде розсіювати промені.
Фокусна відстань і оптична сила лінзи визначаються радіусами кривизни її сферичних поверхонь. Формула, що зв'язує ці величини, має вигляд
, (19.4)
.
Для опуклою лінзи ...
