Геометрична і хвильова оптика. Поширення світла у речовині


НазваГеометрична і хвильова оптика. Поширення світла у речовині
Дата конвертації07.02.2013
Розмір445 b.
ТипЗакон


Геометрична і хвильова оптика. Поширення світла у речовині






ГЕОМЕТРИЧНА ОПТИКА

  • Основні закони геометричної оптики

  • 1. Геометрична оптика.

  • 2. Прямолінійне поширення світла.

  • 3. Швидкість світла.

  • 4. Закони відбивання і заломлення світла.

  • 5. Закон незалежності поширення світлових променів.

  • 6. Повне внутрішнє відбивання.

  • 7. Заломлення в плоскопаралельній пластинці.

  • 8. Заломлення в призмі.



В розділі оптика вивчаються світлові явища і закони, встановлені для них, взаємодія світла з речовиною, питання природи світла. Око сприймає світло з довжиною хвилі від 380 до 760 нм (1нм=10 м). Випромінювання, з довжинами хвиль коротшими 380 нм, називається ультрафіолетовим, а випромінювання з довжинами хвиль, які перевищують 760 нм - інфрачервоним. Ультрафіолетове і інфрачервоне випромінювання невидимі.

  • В розділі оптика вивчаються світлові явища і закони, встановлені для них, взаємодія світла з речовиною, питання природи світла. Око сприймає світло з довжиною хвилі від 380 до 760 нм (1нм=10 м). Випромінювання, з довжинами хвиль коротшими 380 нм, називається ультрафіолетовим, а випромінювання з довжинами хвиль, які перевищують 760 нм - інфрачервоним. Ультрафіолетове і інфрачервоне випромінювання невидимі.



В геометричній оптиці світло розглядається як сукупність світлових променів - ліній, вздовж яких поширюється енергія електромагнітних хвиль. В геометричній оптиці нехтують хвильовими властивостями світла.

  • В геометричній оптиці світло розглядається як сукупність світлових променів - ліній, вздовж яких поширюється енергія електромагнітних хвиль. В геометричній оптиці нехтують хвильовими властивостями світла.

  • Загальний критерій застосування законів геометричної оптики :

  • , де D - лінійний розмір перешкоди, L - відстань від перешкоди до екрану,  - довжина хвилі.







Світло відбивається за наступними законами:

  • 1. Падаючий і відбитий промені разом з перпендикуляром у точці падіння лежать в одній площині.

  • 2. Кут падіння дорівнює куту відбивання.

  • Коли промінь світла направити у зворотному напрямку до відбитого променя, то відбитий промінь піде у зворотному напрямку до падаючого променя, тобто падаючі і відбиті промені поміняються місцями. Ця властивість променів називається зворотністю світлових променів.



Закони заломлення світла.

  • 1. Промінь падаючий і промінь заломлений лежать в одній площині з перпендикуляром, поставленим з точки падіння променя до межі розділу двох середовищ.

  • 2. Відношення синуса кута падіння () до синуса кута заломлення ()

  • (мал. 5) являється величиною сталою і називається відносним показником заломлення другого середовища відносно першого, тобто , де



Відзначимо, що V1 – швидкість світла у першому середовищі, V2 - його швидкість у другому. При порівнянні двох речовин, та з них, що має більший показує у скільки разів швидкість світла у вакуумі (с) більша від швидкості світла (V) в даній речовині, тобто показник заломлення, називається оптично більш густою. Показник заломлення середовища відносно вакууму називають абсолютним показником заломлення цього середовища. Він показує у скільки разів швидкість світла у вакуумі (с) більша від швидкості світла (V) в даній речовині, тобто

  • Відзначимо, що V1 – швидкість світла у першому середовищі, V2 - його швидкість у другому. При порівнянні двох речовин, та з них, що має більший показує у скільки разів швидкість світла у вакуумі (с) більша від швидкості світла (V) в даній речовині, тобто показник заломлення, називається оптично більш густою. Показник заломлення середовища відносно вакууму називають абсолютним показником заломлення цього середовища. Він показує у скільки разів швидкість світла у вакуумі (с) більша від швидкості світла (V) в даній речовині, тобто















ФІЗИЧНА ОПТИКА









Одним із приладів для спостереження явища інтерференції світла являється біпризма Френеля (мал. 26). Біпризма складається з двох одинакових скляних призм з малими заломлюючими кутами і загальною основою. Внаслідок заломлення в біпризмі світловий промінь роздвоюється. Світло поширюється так, ніби в точках S і S розміщені два когерентні

  • Одним із приладів для спостереження явища інтерференції світла являється біпризма Френеля (мал. 26). Біпризма складається з двох одинакових скляних призм з малими заломлюючими кутами і загальною основою. Внаслідок заломлення в біпризмі світловий промінь роздвоюється. Світло поширюється так, ніби в точках S і S розміщені два когерентні

  • джерела.

  • Світло, що іде від джерела S, роздвоюїться. Внаслідок заломлення в двох половинах біпризми світло доходить до точок екрана різними шляхами. В області перекриття хвиль спостерігаємо інтерференційну картину.











2. Дифракція світла

  • 1. Явище дифракції.

  • 2. Принцип Гюйгенса-Френеля.

  • 3. Дифракція світла на щілині.

  • 4. Дифракційна решітка.

  • 5. Поняття про голографію.























1. Поляризація світла

  • 1. Поляризація світла

  • 2. Поглинання і розсіювання світла

  • 3. Дисперсія світла



1. Поляризація світла

  • Оптика-розділ фізики, в якому вивчають природу світла, властивості його поширення і явища, що відбуваються при взаємодії світла з речовиною.

  • По величині кута повороту площини поляризації визначають оптичну активність сироваткових білків з метою діагностики раку, концентрації цукру в сечовині, що служить діагностичними показником для діагностики цукрового діабету.

  • Видиме світло представляє собою електромагнітні хвилі з довжиною від 400 до 700 нм і являє собою поперечні хвилі, так як напрям коливання векторів напруженості електричного і магнітного полів перпендикулярні до швидкості поширення світла і один до одного.





Розрізняють світло природнє і поляризоване.

  • Розрізняють світло природнє і поляризоване.

  • Світло, у якого вектор напруженості електричного поля змінює свою орієнтацію у просторі, називається природнім (рис.5.1). Це зумовлено тим, що ми одночасно спостерігаємо випромінювання величезної кількості атомів. Джерелами світла являються Сонце, лампи розжарення, випромінювання нагрітого тіл і т.д. Світло, у якого вектор напруженості електричного поля не змінює своєї орієнтації у просторі називається поляризованим.



Площину, що проходить через вектор напруженості електричного поля і вектор швидкості світла називають площиною поляризації. Світло може поляризуватися при відбиванні, заломленні і розсіюванні. Око людини не відрізняє поляризованого світла від природнього, тому для дослідження поляризації світла використовують поляризаційні прилади - поляриметри.

  • Площину, що проходить через вектор напруженості електричного поля і вектор швидкості світла називають площиною поляризації. Світло може поляризуватися при відбиванні, заломленні і розсіюванні. Око людини не відрізняє поляризованого світла від природнього, тому для дослідження поляризації світла використовують поляризаційні прилади - поляриметри.





До природних кристалів, поляризуючих світло, відноситься турмалін. Природній промінь, проходячи через пластинку турмаліну (рис.5.2) вирізану паралельно оптичній осі 00’ кристалу, що являє собою напрямок відносно якого атоми (чи іони ) кристалічної гратки розташовані симетрично (в деяких кристалах таких напрямків може бути два) повністю поляризується. Якщо за пластинкою 1 розташована інша пластинка турмаліну 2, яка орієнтована так, що її оптична вісь перпендикулярна оптичній осі пластинки 1, то через другу пластинку промінь не пройде, так як коливання вектора напруженості електричного поля будуть перпендикулярні до головної площини пластинки 2, тобто площині, що містить оптичну вісь і промінь

  • До природних кристалів, поляризуючих світло, відноситься турмалін. Природній промінь, проходячи через пластинку турмаліну (рис.5.2) вирізану паралельно оптичній осі 00’ кристалу, що являє собою напрямок відносно якого атоми (чи іони ) кристалічної гратки розташовані симетрично (в деяких кристалах таких напрямків може бути два) повністю поляризується. Якщо за пластинкою 1 розташована інша пластинка турмаліну 2, яка орієнтована так, що її оптична вісь перпендикулярна оптичній осі пластинки 1, то через другу пластинку промінь не пройде, так як коливання вектора напруженості електричного поля будуть перпендикулярні до головної площини пластинки 2, тобто площині, що містить оптичну вісь і промінь



Якщо ж оптичні осі пластинок 1 і 2 складуть кут , відмінний від 900 , то світло(промінь) проходитиме через пластину 2. Проте, як видно з рис.3, амплітуда світлових коливань, що пройшли через пластину 2,

  • Якщо ж оптичні осі пластинок 1 і 2 складуть кут , відмінний від 900 , то світло(промінь) проходитиме через пластину 2. Проте, як видно з рис.3, амплітуда світлових коливань, що пройшли через пластину 2,

  • буде меншою від амплітуди світлових коливань, падаючих на пластинку:





Пластинка 1, що поляризує природнє світло, називається поляризатором, а пластина 2, за допомогою якої змінюється інтенсивність поляризованого світла - аналізатором. Прилад, що складається з поляризатора і аналізатора, являє собою поляриметр.

  • Пластинка 1, що поляризує природнє світло, називається поляризатором, а пластина 2, за допомогою якої змінюється інтенсивність поляризованого світла - аналізатором. Прилад, що складається з поляризатора і аналізатора, являє собою поляриметр.

















2. Поглинання і розсіювання світла



















3. Дисперсія світла









Теплове випромінювання



План лекції

  • 1.Основи фотометрії

  • 1. Світловий потік.

  • 2. Сила світла і освітленість.

  • 3. Закони освітленості.

  • 4. Свiтимiсть джерел.

  • 5. Одиниці вимірювання світлових величин.

  • 2.Теплове випромінювання

  • 1. Характеристика теплового випромінювання

  • 2. Закони випромінювання.

  • 3. Заcтосування інфрачервоного і ультрафіолетового випромінюваннь.



Розділ оптики, що вивчає методи і прийоми вимірювання енергії, яку переносять електромагнітні світлові хвилі, називається фотометрією.

  • Розділ оптики, що вивчає методи і прийоми вимірювання енергії, яку переносять електромагнітні світлові хвилі, називається фотометрією.

  • 1. Нехай через площадку S за час t пройде певна кількість енергії E. Відношення показує, яка кількість енергії переноситься через площадку за одиницю часу, і називається потоком променевої енергії через площадку S. Потік променевої енергії оцінюється відповідними одиницями потужності. Світловим потоком Ф називається потужність видимого випромінювання, оцінюваного за зоровим відчуттям.



Відношення світлового потоку до потоку

  • Відношення світлового потоку до потоку

  • випромінювання залежить від довжини хвилі і називається спектральною чутливістю U . На мал. 1 показана залежність відносної спектральної чутливості V людського ока від довжини хвилі . Максимум спектральної чутливості ока для денного зору становить 555 нм





2. Точковим джерелом світла називається джерело, лінійні розміри якого значно менші від відстані між ним і точкою спостереження.

  • 2. Точковим джерелом світла називається джерело, лінійні розміри якого значно менші від відстані між ним і точкою спостереження.

  • Силою світла називають величину світлового потоку Ф усередині тілесного кута до величини цього кута. Якщо точкове джерело рівномірно випромінює світло у всіх напрямках, то:











1. Характеристика теплового випромінювання

  • Розглянемо кількісні характеристики теплового випромінювання.

  • Середню потужність випромінювання за час значно більший періоду світлових коливань приймають за потік випромінювання Ф. Потік енергії, що випромінюється 1м поверхні тіла, називається енергетичною світимістю R, або випромінювальною здатністю R. Вона виражається у ватах на м.

  • Нагріте тіло випромінює хвилі різної довжини хвилі. Виділимо певний інтервал довжини хвилі від λ до +∆λ . Енергетична світимість, що відповідає цьому інтервалу, пропорційна його ширині.







2. Закони випромінювання.



















Схожі:

Геометрична і хвильова оптика. Поширення світла у речовині iconГеометрична і хвильова оптика. Поширення світла у речовині
Око сприймає світло з довжиною хвилі від 380 до 760 нм (1нм=10 м). Випромінювання, з довжинами хвиль коротшими 380 нм, називається...
Геометрична і хвильова оптика. Поширення світла у речовині iconГеометрична і хвильова оптика. Поширення світла у речовині
Око сприймає світло з довжиною хвилі від 380 до 760 нм (1нм=10 м). Випромінювання, з довжинами хвиль коротшими 380 нм, називається...
Геометрична і хвильова оптика. Поширення світла у речовині iconГеометрична оптика
План: 1 Природа світла. 2 Швидкість світла. 3 Відбивання світла. 4 Заломлення світла. 5 Показник заломлення. 6 Повне відбивання світла....
Геометрична і хвильова оптика. Поширення світла у речовині iconТема: Джерела та приймачі світла. Світловий промінь. Прямолінійне поширення світла. Сонячне та місячне затемнення
Мета: ознайомити учнів із природними та штучними джерелами світла, законом прямолінійного поширення світла в однорідному середовищі;...
Геометрична і хвильова оптика. Поширення світла у речовині iconЗакони відбивання та заломлення світла Розділ V. Електромагнітні хвилі, 11 клас Історична довідка
Так, у трактатах Евкліда „Оптика" і „Катоприка" (3 ст до н е. ) на основі уявлень про світло як промені, що виходять з ока, сформульовано...
Геометрична і хвильова оптика. Поширення світла у речовині iconСаме в той час перед фізиками постав ряд питань
Так, у трактатах Евкліда „Оптика" і „Катоприка" (3 ст до н е. ) на основі уявлень про світло як промені, що виходять з ока, сформульовано...
Геометрична і хвильова оптика. Поширення світла у речовині iconУрок-презентація з теми: «поширення світла в різних середовищах. Заломлення світла на межі двох середовищ» Запитання Яке зображення дає плоске дзеркало?
З теми: «поширення світла в різних середовищах. Заломлення світла на межі двох середовищ»
Геометрична і хвильова оптика. Поширення світла у речовині iconДоц. Іванова В. В. Шкала електромагнітних хвиль Оптичний діапазон ~ 1017 – 1012 Гц
Д. К. Максвел (1864, рівняння електродинаміки) Частина Ι. Геометрична оптика і фотометрія
Геометрична і хвильова оптика. Поширення світла у речовині iconПрирода світла
Оптика описує властивості світла І пояснює пов'язані з ним явища. Методи оптики використовуються в багатьох прикладних дисциплінах,...
Геометрична і хвильова оптика. Поширення світла у речовині iconЗапрошуємо в загадковий світ геометричної оптики ! Автори: учні 13-а групи
Під час нашого дослідження ми з’ясували, що геометрична оптика має широке практичне застосування І активно використовується з розвитком...

Додайте кнопку на своєму сайті:
dok.znaimo.com.ua


База даних захищена авторським правом ©dok.znaimo.com.ua 2013
звернутися до адміністрації
dok.znaimo.com.ua
Головна сторінка