Nakikita natin ang salitang "optics", halimbawa, kapag dumaan tayo sa isang outlet na nagbebenta ng salamin. Gayundin, naaalala ng marami na nag-aral sila ng optika sa paaralan. Ano ang optika?

Ang optika ay isang sangay ng pisika na nag-aaral sa kalikasan ng liwanag, mga katangian nito, mga pattern ng pagpapalaganap sa iba't ibang media, pati na rin ang pakikipag-ugnayan ng liwanag sa mga sangkap. Upang mas maunawaan kung ano ang optika, dapat mong maunawaan kung ano ang liwanag.

Mga konsepto ng liwanag sa modernong pisika

Itinuturing ng pisika ang liwanag na pamilyar sa atin bilang isang kumplikadong kababalaghan na may dalawahang katangian. Sa isang banda, ang liwanag ay itinuturing na isang stream ng maliliit na particle - light quanta (photon). Sa kabilang banda, ang liwanag ay maaaring ilarawan bilang isang uri ng mga electromagnetic wave na may tiyak na haba.

Ang mga hiwalay na sangay ng optika ay nag-aaral ng liwanag bilang isang pisikal na kababalaghan mula sa iba't ibang anggulo.

Mga seksyon ng optika

• Geometric na optika. Isinasaalang-alang ang mga batas ng pagpapalaganap ng liwanag, pati na rin ang pagmuni-muni at repraksyon ng mga sinag ng liwanag. Kinakatawan ang liwanag bilang isang sinag na nagpapalaganap sa isang homogenous na daluyan sa isang tuwid na linya (ito ang pagkakatulad nito sa isang geometric ray). Hindi isinasaalang-alang ang likas na alon ng liwanag.
• Wave optika. Pinag-aaralan niya ang mga katangian ng liwanag bilang iba't ibang mga electromagnetic wave.
• quantum optics. Pinag-aaralan ang quantum properties ng liwanag (ginagalugad ang photoelectric effect, mga proseso ng photochemical, laser radiation, atbp.)

Optik sa buhay ng tao

Sa pamamagitan ng pag-aaral ng likas na katangian ng liwanag at ang mga pattern ng pagpapalaganap nito, ginagamit ng isang tao ang kaalaman na nakuha sa kanyang kalamangan. Ang pinakakaraniwang optical device sa nakapaligid na buhay ay mga baso, mikroskopyo, teleskopyo, photographic lens, pati na rin ang optical fiber cable na ginagamit para sa paglalagay ng LAN (maaari mong malaman ang tungkol dito sa artikulo

Mga optika- Ito ay isang sangay ng pisika na nag-aaral sa likas na katangian ng light radiation, ang pamamahagi nito at pakikipag-ugnayan sa bagay. Ang mga light wave ay mga electromagnetic wave. Ang wavelength ng mga light wave ay nasa pagitan. Ang mga alon ng saklaw na ito ay nakikita ng mata ng tao.

Ang liwanag ay naglalakbay sa mga linyang tinatawag na ray. Sa pagtatantya ng ray (o geometric) na optika, ang finiteness ng mga wavelength ng liwanag ay napapabayaan, sa pag-aakalang λ→0. Ang geometric na optika sa maraming mga kaso ay ginagawang posible na kalkulahin ang optical system nang maayos. Ang pinakasimpleng optical system ay isang lens.

Kapag pinag-aaralan ang interference ng liwanag, dapat tandaan na ang interference ay sinusunod lamang mula sa magkakaugnay na mapagkukunan at ang interference ay nauugnay sa muling pamamahagi ng enerhiya sa espasyo. Narito ito ay mahalaga upang maisulat nang tama ang kondisyon ng maximum at minimum na intensity ng liwanag at bigyang-pansin ang mga isyu tulad ng mga kulay ng manipis na mga pelikula, mga guhit na may pantay na kapal at pantay na slope.

Kapag pinag-aaralan ang phenomenon ng light diffraction, kinakailangang maunawaan ang prinsipyo ng Huygens-Fresnel, ang paraan ng mga Fresnel zone, upang maunawaan kung paano ilarawan ang pattern ng diffraction sa isang slit at sa isang diffraction grating.

Kapag pinag-aaralan ang phenomenon ng light polarization, dapat maunawaan ng isa na ang phenomenon na ito ay batay sa transverse nature ng light waves. Dapat bigyan ng pansin ang mga paraan ng pagkuha ng polarized na liwanag at sa mga batas ng Brewster at Malus.

Talaan ng mga pangunahing formula sa optika

Mga pisikal na batas, formula, variable	Mga formula ng optika
Ganap na refractive index kung saan ang c ay ang bilis ng liwanag sa vacuum, c=3 108 m/s, v ay ang bilis ng pagpapalaganap ng liwanag sa daluyan.
Relatibong refractive index kung saan ang n 2 at n 1 ay ang ganap na mga indeks ng repraktibo ng pangalawa at unang media.
Batas ng repraksyon kung saan ako ang anggulo ng saklaw, r ay ang anggulo ng repraksyon.
Formula ng Manipis na Lens kung saan ang F ay ang focal length ng lens, d ay ang distansya mula sa bagay hanggang sa lens, f ay ang distansya mula sa lens sa imahe.
Optical na kapangyarihan ng lens kung saan ang R 1 at R 2 ay ang radii ng curvature ng spherical surface ng lens. Para sa isang matambok na ibabaw R>0. Para sa malukong ibabaw R<0.
Haba ng optical path: kung saan ang n ay ang refractive index ng medium; r ay ang haba ng geometric na landas ng liwanag na alon.
Optical na pagkakaiba sa paglalakbay: L 1 at L 2 - optical path ng dalawang light wave.
Kondisyon ng pagkagambala maximum: pinakamababa: kung saan ang λ 0 ay ang wavelength ng liwanag sa vacuum; m ay ang pagkakasunud-sunod ng interference maximum o minimum.
Pagkakaiba ng optical path sa mga manipis na pelikula sa sinasalamin na liwanag: sa ipinadalang liwanag: kung saan ang d ay ang kapal ng pelikula; i - anggulo ng saklaw ng liwanag; n ay ang refractive index.
Ang lapad ng interference fringes sa eksperimento ni Young: kung saan ang d ay ang distansya sa pagitan ng magkakaugnay na pinagmumulan ng liwanag; L ay ang distansya mula sa pinagmulan hanggang sa screen.
Ang kondisyon ng pangunahing maxima ng diffraction grating: kung saan ang d ay ang diffraction grating constant; φ - anggulo ng diffraction.
Resolution ng diffraction grating: kung saan ang Δλ ay ang pinakamababang pagkakaiba sa haba ng daluyong ng dalawang linyang parang multo na naresolba ng rehas na bakal;

Ang isa sa mga sinaunang at malaking sangay ng pisika ay optika. Ang mga nagawa nito ay inilapat sa maraming agham at larangan ng aktibidad: electrical engineering, industriya, medisina at iba pa. Mula sa artikulo maaari mong malaman kung ano ang pinag-aaralan ng agham na ito, ang kasaysayan ng pagbuo ng mga ideya tungkol dito, ang pinakamahalagang tagumpay, at kung anong mga optical system at device ang umiiral.

Ano ang pinag-aaralan ng optika

Ang pangalan ng disiplinang ito ay nagmula sa Griyego at isinalin bilang "ang agham ng visual na pang-unawa." Ang optika ay isang sangay ng pisika na nag-aaral sa kalikasan ng liwanag, mga katangian nito, at mga batas na nauugnay sa pagpapalaganap nito. Sinasaliksik ng agham na ito ang kalikasan ng nakikitang liwanag, infrared at ultraviolet radiation. Dahil salamat sa liwanag na nakikita ng mga tao ang mundo sa kanilang paligid, ang sangay ng pisika na ito ay isa ring disiplinang nauugnay sa visual na perception ng radiation. At hindi nakakagulat: ang mata ay isang kumplikadong optical system.

Ang kasaysayan ng pagbuo ng agham

Nagmula ang mga optika noong sinaunang panahon, nang sinubukan ng mga tao na maunawaan ang likas na katangian ng liwanag at alamin kung paano posible na makita ang mga bagay ng nakapaligid na mundo.

Itinuring ng mga sinaunang pilosopo na ang nakikitang liwanag ay alinman sa mga sinag na lumalabas sa mga mata ng isang tao, o isang daloy ng maliliit na particle na lumilipad sa mga bagay at pumapasok sa mata.

Sa hinaharap, ang likas na katangian ng liwanag ay pinag-aralan ng maraming kilalang siyentipiko. Si Isaac Newton ay bumalangkas ng teorya ng corpuscles - maliliit na particle ng liwanag. Ang isa pang siyentipiko, si Huygens, ay naglagay ng teorya ng alon.

Ang kalikasan ng liwanag ay patuloy na ginalugad ng mga pisiko noong ika-20 siglo: Maxwell, Planck, Einstein.

Sa kasalukuyan, ang mga hypotheses ng Newton at Huygens ay nagkakaisa sa konsepto ng wave-particle duality, ayon sa kung saan ang liwanag ay may mga katangian ng parehong mga particle at wave.

Mga seksyon

Ang paksa ng pananaliksik sa optika ay hindi lamang liwanag at likas na katangian nito, kundi pati na rin ang mga instrumento para sa mga pag-aaral na ito, ang mga batas at katangian ng hindi pangkaraniwang bagay na ito, at marami pang iba. Samakatuwid, sa agham mayroong ilang mga seksyon na nakatuon sa ilang mga aspeto ng pananaliksik.

• geometric na optika;
• alon;
• dami.

Ang bawat seksyon ay tatalakayin nang detalyado sa ibaba.

geometric na optika

Sa seksyong ito, mayroong mga sumusunod na batas ng optika:

Ang batas ng rectilinearity ng pagpapalaganap ng liwanag na dumadaan sa isang homogenous na daluyan. Ang isang light beam ay itinuturing bilang isang tuwid na linya kung saan dumaraan ang mga light particle.

Batas ng pagmuni-muni:

Ang insidente at sinasalamin na mga beam, pati na rin ang patayo sa interface sa pagitan ng dalawang media, na naibalik sa punto ng insidente ng beam, ay nasa parehong eroplano ( eroplano ng insidente). Ang anggulo ng pagmuni-muni γ ay katumbas ng anggulo ng saklaw α.

Batas ng repraksyon:

Ang insidente at mga refracted beam, pati na rin ang patayo sa interface sa pagitan ng dalawang media, na naibalik sa punto ng insidente ng beam, ay nasa parehong eroplano. Ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw α sa sine ng anggulo ng repraksyon β ay pare-pareho para sa dalawang ibinigay na media.

Ang paraan ng pag-aaral ng mga katangian ng liwanag sa geometric na optika ay mga lente.

Ang lens ay isang transparent na katawan na may kakayahang magpadala at magbago. Nahahati sila sa convex at concave, pati na rin ang pagkolekta at pagkalat. Ang lens ay ang pangunahing bahagi ng lahat ng optical device. Kapag ang kapal nito ay maliit kumpara sa radii ng mga ibabaw, ito ay tinatawag na manipis. Sa optika, ang formula ng manipis na lens ay ganito:

1/d + 1/f = D, kung saan

d ay ang distansya mula sa bagay sa lens; f ay ang distansya sa imahe mula sa lens; Ang D ay ang optical power ng lens (sinusukat sa diopters).

Wave optika at mga konsepto nito

Dahil alam na ang liwanag ay may lahat ng mga katangian ng isang electromagnetic wave, isang hiwalay na sangay ng pisika ang nag-aaral ng mga pagpapakita ng mga katangiang ito. Tinatawag itong wave optics.

Ang mga pangunahing konsepto ng seksyong ito ng optika ay dispersion, interference, diffraction at polarization.

Ang kababalaghan ng pagpapakalat ay natuklasan ni Newton, salamat sa kanyang mga eksperimento sa mga prisma. Ang pagtuklas na ito ay isang mahalagang hakbang tungo sa pag-unawa sa kalikasan ng liwanag. Natuklasan niya na ang repraksyon ng mga sinag ng liwanag ay nakasalalay sa kanilang kulay. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na dispersion o scattering of light. Alam na ngayon na ang kulay ay nakasalalay sa haba ng daluyong. Bilang karagdagan, si Newton ang nagmungkahi ng konsepto ng spectrum upang tukuyin ang iridescent strip na nakuha sa pamamagitan ng dispersion sa pamamagitan ng prisms.

Ang pagkumpirma ng likas na alon ng liwanag ay ang pagkagambala ng mga alon nito, na natuklasan ni Jung. Ito ay ang pagpapatong ng dalawa o higit pang mga alon sa ibabaw ng bawat isa. Bilang resulta, makikita ng isang tao ang phenomenon ng amplification at pagpapahina ng light oscillations sa iba't ibang punto sa espasyo. Ang mga bula ng sabon at iridescent na maraming kulay na pelikula ng natapong gasolina ay maganda at pamilyar na mga pagpapakita ng pagkagambala.

Ang bawat tao'y nailalarawan sa pamamagitan ng hindi pangkaraniwang bagay ng diffraction. Ang terminong ito ay isinalin mula sa Latin bilang "nasira". Ang diffraction sa optika ay ang baluktot ng mga light wave sa paligid ng mga gilid ng mga hadlang. Halimbawa, kung ang isang bola ay inilagay sa landas ng isang light beam, pagkatapos ay lilitaw ang mga alternating ring sa screen sa likod nito - liwanag at madilim. Ito ay tinatawag na diffraction pattern. Ang kababalaghan ay pinag-aralan nina Jung at Fresnel.

Ang huling pangunahing konsepto sa wave optics ay polariseysyon. Ang liwanag ay tinatawag na polarized kung ang direksyon ng wave oscillations nito ay nakaayos. Dahil ang liwanag ay isang longhitudinal at hindi isang transverse wave, ang mga vibrations ay nangyayari rin sa transverse na direksyon.

quantum optics

Ang liwanag ay hindi lamang isang alon, kundi isang stream din ng mga particle. Sa batayan ng sangkap na ito, lumitaw ang isang sangay ng agham bilang quantum optics. Ang hitsura nito ay nauugnay sa pangalan ng Max Planck.

Ang quantum ay anumang bahagi ng isang bagay. At sa kasong ito, pinag-uusapan nila ang tungkol sa radiation quanta, iyon ay, mga bahagi ng ilaw na ibinubuga sa panahon nito. Upang italaga ang mga particle, ang salitang photon ay ginagamit (mula sa Greek φωτός - "liwanag"). Ang konseptong ito ay iminungkahi ni Albert Einstein. Sa seksyong ito ng optika, ginagamit din ang formula ni Einstein na E=mc 2 upang pag-aralan ang mga katangian ng liwanag.

Ang pangunahing gawain ng seksyong ito ay ang pag-aaral at paglalarawan ng pakikipag-ugnayan ng liwanag sa bagay at ang pag-aaral ng pagpapalaganap nito sa ilalim ng mga hindi tipikal na kondisyon.

Ang mga katangian ng liwanag bilang isang stream ng mga particle ay lumilitaw sa ilalim ng mga sumusunod na kondisyon:

• thermal radiation;
• epekto ng photoelectric;
• mga proseso ng photochemical;
• stimulated emission, atbp.

Sa quantum optics, mayroong konsepto ng non-classical na ilaw. Ang katotohanan ay ang mga quantum na katangian ng light radiation ay hindi maaaring inilarawan sa loob ng balangkas ng klasikal na optika. Ang di-klasikal na ilaw, halimbawa, dalawang-photon, naka-compress, ay ginagamit sa iba't ibang larangan: para sa pag-calibrate ng mga photodetector, para sa tumpak na mga sukat, atbp Ang isa pang aplikasyon ay quantum cryptography - isang lihim na paraan para sa pagpapadala ng impormasyon gamit ang binary code, kung saan ang isang patayo na nakadirekta ang photon ay itinalaga 0, at isang pahalang na nakadirekta - isa.

Ang halaga ng mga optika at optical na instrumento

Sa anong mga lugar ng optical technology natagpuan nila ang kanilang pangunahing aplikasyon?

Una, kung wala ang agham na ito, walang mga optical na instrumento na kilala ng bawat tao: isang teleskopyo, isang mikroskopyo, isang kamera, isang projector, at iba pa. Sa tulong ng mga espesyal na piniling lente, nagawang tuklasin ng mga tao ang microworld, ang uniberso, mga bagay na makalangit, pati na rin ang pagkuha at pagpapadala ng impormasyon sa anyo ng mga imahe.

Bilang karagdagan, salamat sa optika, ang isang bilang ng mga mahahalagang pagtuklas ay ginawa sa larangan ng likas na katangian ng liwanag, mga katangian nito, ang mga phenomena ng pagkagambala, polariseysyon, at iba pa ay natuklasan.

Sa wakas, ang optika ay malawakang ginagamit sa medisina, halimbawa, sa pag-aaral ng x-ray, batay sa kung saan nilikha ang isang kagamitan na nagligtas ng maraming buhay. Salamat sa agham na ito, naimbento din ang laser, na malawakang ginagamit sa mga interbensyon sa kirurhiko.

Optika at pangitain

Ang mata ay isang optical system. Salamat sa mga katangian ng liwanag at mga kakayahan ng mga organo ng pangitain, makikita mo ang mundo sa paligid mo. Sa kasamaang palad, kakaunti ang maaaring magyabang ng perpektong pangitain. Sa tulong ng disiplinang ito, naging posible na maibalik ang kakayahan ng mga tao na makakita ng mas mahusay sa tulong ng mga salamin at contact lens. Samakatuwid, ang mga institusyong medikal na kasangkot sa pagpili ng mga tool sa pagwawasto ng paningin ay nakatanggap din ng kaukulang pangalan - optika.

Maaari mong buod ito. Kaya, ang optika ay ang agham ng mga katangian ng liwanag, na nakakaapekto sa maraming lugar ng buhay at may malawak na aplikasyon sa agham at sa pang-araw-araw na buhay.

TALAGANG ITIM ANG KATAWAN- isang mental na modelo ng isang katawan na sa anumang temperatura ay ganap na sumisipsip ng lahat ng electromagnetic radiation na insidente dito, anuman ang spectral na komposisyon. Radiation A.Ch.T. ay tinutukoy lamang ng ganap na temperatura nito at hindi nakasalalay sa likas na katangian ng sangkap.

PUTING ILAW- kumplikado electromagnetic radiation , nagiging sanhi ng pandamdam sa mga mata ng isang tao, neutral ang kulay.

NAKITA NA RADIATION- optical radiation na may mga wavelength na 380 - 770 nm, na may kakayahang magdulot ng visual na sensasyon sa mata ng tao.

PILIT NA PAGBABA, induced radiation - ang paglabas ng electromagnetic waves ng mga particle ng matter (atoms, molecules, etc.) na nasasabik, i.e. non-equilibrium na estado sa ilalim ng pagkilos ng panlabas na puwersahang radiation. Sa at. magkakaugnay (cf. pagkakaugnay-ugnay) na may stimulating radiation at sa ilalim ng ilang mga kundisyon ay maaaring humantong sa amplification at pagbuo ng mga electromagnetic wave. Tingnan din quantum generator.

HOLOGRAM- isang pattern ng interference na naitala sa isang photographic plate, na nabuo ng dalawang magkakaugnay na alon (tingnan ang Fig. pagkakaugnay-ugnay): isang reference wave at isang wave na sumasalamin mula sa isang bagay na iluminado ng parehong ilaw na pinagmulan. Kapag naibalik ang G., nakikita natin ang isang three-dimensional na imahe ng isang bagay.

HOLOGRAPIYA- isang paraan para sa pagkuha ng mga volumetric na imahe ng mga bagay, batay sa pagpaparehistro at kasunod na pagpapanumbalik ng harap ng alon na sinasalamin ng mga bagay na ito. Ang pagkuha ng hologram ay batay sa .

PRINSIPYO NG HUYGENS- isang paraan na nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang posisyon ng harap ng alon anumang oras. Ayon kay g.p. lahat ng mga puntong dinaraanan ng harap ng alon sa oras na t ay mga pinagmumulan ng pangalawang spherical wave, at ang nais na posisyon ng harap ng alon sa oras na t+Dt ay tumutugma sa ibabaw na bumabalot sa lahat ng pangalawang alon. Binibigyang-daan kang ipaliwanag ang mga batas ng pagmuni-muni at repraksyon ng liwanag.

HUYGENS - FRESNEL - PRINSIPYO- isang tinatayang paraan para sa paglutas ng mga problema ng pagpapalaganap ng alon. G.-F. Sinasabi ng item: sa anumang punto sa labas ng isang arbitrary na saradong ibabaw, na sumasaklaw sa isang puntong pinagmumulan ng liwanag, ang liwanag na alon na nasasabik ng pinagmulang ito ay maaaring katawanin bilang resulta ng interference ng mga pangalawang alon na ibinubuga ng lahat ng mga punto ng tinukoy na saradong ibabaw. Binibigyang-daan kang malutas ang mga simpleng gawain.

PRESSURE LIGHT - presyon, ginawa ng liwanag sa iluminado na ibabaw. Ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa mga proseso ng kosmiko (pagbuo ng mga buntot ng kometa, equilibrium ng malalaking bituin, atbp.).

TUNAY NA LARAWAN- cm. .

DIAPHRAGM- isang aparato para sa paglilimita o pagpapalit ng light beam sa optical system (halimbawa, ang pupil ng mata, ang frame ng lens, ang D. ng lens ng camera).

LIGHT DISPERSION- pagtitiwala ng ganap refractive index mga sangkap mula sa dalas ng liwanag. Ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng normal na D., kung saan ang bilis ng liwanag na alon ay bumababa sa pagtaas ng dalas, at maanomalyang D., kung saan ang bilis ng alon ay tumataas. Dahil sa D.s. isang makitid na sinag ng puting liwanag, na dumadaan sa isang prisma ng salamin o iba pang transparent na substance, ay nabubulok sa isang dispersion spectrum, na bumubuo ng isang iridescent strip sa screen.

DIFFRACTION GRATING- isang pisikal na aparato, na isang hanay ng isang malaking bilang ng mga parallel stroke na may parehong lapad, na inilapat sa isang transparent o reflective na ibabaw sa parehong distansya mula sa isa't isa. Dahil dito, si D.R. nabuo ang isang diffraction spectrum - ang paghahalili ng maxima at minima ng light intensity.

PAGKAKAIBA NG LIWANAG- isang hanay ng mga phenomena na sanhi ng likas na alon ng liwanag at sinusunod kapag ito ay nagpapalaganap sa isang daluyan na may binibigkas na inhomogeneities (halimbawa, kapag dumadaan sa mga butas, malapit sa mga hangganan ng mga opaque na katawan, atbp.). Sa isang makitid na kahulugan, sa ilalim ng D.s. maunawaan ang liwanag na baluktot sa paligid ng maliliit na obstacle, i.e. paglihis mula sa mga batas ng geometric na optika. May mahalagang papel sa pagpapatakbo ng mga optical na instrumento, na nililimitahan ang mga ito resolusyon.

DOPLER EPEKTO- pagbabago ng kababalaghan dalas ng osilasyon tunog o electromagnetic waves na nakikita ng nagmamasid, dahil sa magkaparehong paggalaw ng nagmamasid at ang pinagmulan ng alon. Kapag papalapit, ang isang pagtaas sa dalas ay napansin, kapag lumilipat, isang pagbaba ay napansin.

NATURAL NA ILAW- isang set ng mga incoherent light wave na may lahat ng posibleng eroplano ng oscillation at may parehong intensity ng oscillation sa bawat isa sa mga eroplanong ito. E.s. naglalabas ng halos lahat ng natural na pinagmumulan ng liwanag, dahil. ang mga ito ay binubuo ng isang malaking bilang ng mga iba't ibang oriented na sentro ng radiation (mga atomo, mga molekula) na naglalabas ng mga light wave, ang yugto at eroplano ng mga oscillations na maaaring tumagal sa lahat ng posibleng mga halaga. Tingnan din light polarization, pagkakaugnay-ugnay.

MIRROR OPTICAL- isang katawan na may pinakintab o pinahiran ng reflective layer (pilak, ginto, aluminyo, atbp.) na ibabaw kung saan ang pagmuni-muni ay nangyayari malapit sa isang salamin (tingnan. pagmuni-muni).

IMAGE OPTICAL- isang imahe ng isang bagay na nakuha bilang isang resulta ng pagkilos ng isang optical system (lenses, salamin) sa mga light ray na ibinubuga o sinasalamin ng bagay. Matukoy ang pagkakaiba sa pagitan ng tunay (nakuha sa screen o retina sa intersection ng mga sinag na dumaan sa optical system) at haka-haka. . (nakuha sa intersection ng mga pagpapatuloy ng mga sinag).

MAGAAN NA PAGKAKAgambala- ang pagpapatong ng dalawa o higit pa magkakaugnay light waves linearly polarized sa isang eroplano, kung saan ang enerhiya ng nagresultang light wave ay muling ipinamamahagi sa espasyo depende sa ratio sa pagitan ng mga phase ng mga wave na ito. Ang resulta ng I.S., na naobserbahan sa screen o photographic plate, ay tinatawag na interference pattern. I. puting liwanag ay humahantong sa pagbuo ng isang pattern ng bahaghari (mga kulay ng manipis na mga pelikula, atbp.). Nakakahanap ito ng aplikasyon sa holographiya, kapag ang mga optika ay pinahiran, atbp.

INFRARED RADIATION - electromagnetic radiation na may mga wavelength mula 0.74 microns hanggang 1-2 mm. Ito ay ibinubuga ng lahat ng mga katawan na may temperatura na higit sa absolute zero (thermal radiation).

DAMI NG LIWANAG- katulad ng photon.

COLLIMATOR- isang optical system na idinisenyo upang makakuha ng isang sinag ng parallel rays.

COMPTON EFFECT- ang kababalaghan ng scattering ng electromagnetic radiation ng mga maikling wavelength (X-ray at gamma radiation) sa mga libreng electron, na sinamahan ng pagtaas sa haba ng daluyong.

LASER, optical quantum generator - quantum generator electromagnetic radiation sa optical range. Bumubuo ng monochromatic coherent electromagnetic radiation, na may makitid na direktiba at makabuluhang densidad ng kapangyarihan. Ginagamit ito sa optical na lokasyon, para sa pagproseso ng matitigas at matigas na materyales, sa operasyon, spectroscopy at holography, para sa pagpainit ng plasma. ikasal Maser.

LINE SPECTRA- spectra na binubuo ng mga indibidwal na makitid na spectral na linya. Pinapalabas ng mga sangkap sa estado ng atom.

LENSA optical - isang transparent na katawan na napapaligiran ng dalawang curvilinear (karaniwang spherical) o hubog at patag na ibabaw. Ang isang lens ay sinasabing manipis kung ang kapal nito ay maliit kumpara sa radii ng curvature ng mga ibabaw nito. Mayroong converging (pag-convert ng parallel beam of rays sa isang converging one) at divergent (converting a parallel beam of rays into a divergent one) lens. Ginagamit ang mga ito sa optical, optical-mechanical, photographic device.

Magnifier- pagkolekta lente o isang lens system na may maikling focal length (10 - 100 mm), ay nagbibigay ng 2 - 50x magnification.

RAY ay isang haka-haka na linya kung saan ang enerhiya ng radiation ay nagpapalaganap sa approximation geometric na optika, ibig sabihin. kung hindi sinusunod ang diffraction phenomena.

MASER - quantum generator electromagnetic radiation sa hanay ng sentimetro. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na monochromaticity, pagkakaugnay-ugnay at makitid na direktiba ng radiation. Ginagamit ito sa mga komunikasyon sa radyo, astronomiya ng radyo, radar, at bilang isang generator din ng mga stable frequency oscillations. ikasal .

KARANASAN NI MICHELSON- isang eksperimento na idinisenyo upang sukatin ang epekto ng paggalaw ng Earth sa halaga bilis ng liwanag. Negatibong resulta M.o. naging isa sa mga eksperimentong base teorya ng relativity.

MICROSCOPE- isang optical device para sa pagmamasid sa maliliit na bagay na hindi nakikita ng mata. Limitado ang paglaki ng mikroskopyo at hindi lalampas sa 1500. Cf. electron microscope.

IMAHINASYON- cm. .

MONOCHROMATIC RADIATION- modelo ng kaisipan electromagnetic radiation isang tiyak na dalas. Mahigpit m.i. ay hindi umiiral, dahil anumang tunay na radiation ay limitado sa oras at sumasaklaw sa isang tiyak na saklaw ng dalas. Mga mapagkukunan ng radiation na malapit sa m. - mga quantum generator.

OPTIK- isang sangay ng physics na nag-aaral ng mga pattern ng light (optical) phenomena, ang kalikasan ng liwanag at ang pakikipag-ugnayan nito sa matter.

OPTICAL AXIS- 1) PANGUNAHING - isang tuwid na linya kung saan matatagpuan ang mga sentro ng refracting o sumasalamin na mga ibabaw na bumubuo sa optical system; 2) SIDE - anumang tuwid na linya na dumadaan sa optical center ng manipis na lens.

OPTICAL POWER lens - isang dami na ginagamit upang ilarawan ang repraktibo na epekto ng isang lens at ang kabaligtaran Focal length. D=1/F. Ito ay sinusukat sa diopters (diopters).

OPTICAL RADIATION- electromagnetic radiation, ang mga wavelength na nasa hanay mula 10 nm hanggang 1 mm. Upang o.i. magkaugnay infrared radiation, , .

LIGHT REFLECTION- ang proseso ng pagbabalik ng isang light wave kapag bumagsak ito sa interface sa pagitan ng dalawang media na may magkaibang mga indeks ng repraktibo. bumalik sa orihinal na kapaligiran. Salamat sa o.s. nakikita natin ang mga katawan na hindi naglalabas ng liwanag. Ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng specular reflection (isang parallel beam ng mga ray ay nananatiling parallel pagkatapos ng reflection) at diffuse reflection (isang parallel beam ay na-convert sa divergent).

- isang phenomenon na naobserbahan sa panahon ng paglipat ng liwanag mula sa isang optically denser medium tungo sa isang optically less dense, kung ang angle of incidence ay mas malaki kaysa sa limiting angle of incidence , kung saan n ay ang refractive index ng pangalawang medium na may kaugnayan sa una. Sa kasong ito, ang liwanag ay ganap na makikita mula sa interface sa pagitan ng media.

REFLECTION OF WAVES LAW- ang sinag ng insidente, ang sinasalamin na sinag at ang patayo na nakataas sa punto ng saklaw ng sinag ay nasa parehong eroplano, at ang anggulo ng saklaw ay katumbas ng anggulo ng repraksyon. Ang batas ay may bisa para sa mirror reflection.

LIGHT ABSORPTION- isang pagbawas sa enerhiya ng isang magaan na alon sa panahon ng pagpapalaganap nito sa isang sangkap, na nangyayari bilang isang resulta ng pagbabago ng enerhiya ng alon sa panloob na enerhiya mga sangkap o enerhiya ng pangalawang radiation na may ibang spectral na komposisyon at ibang direksyon ng pagpapalaganap.

1) ABSOLUTE - isang halaga na katumbas ng ratio ng bilis ng liwanag sa vacuum sa bilis ng phase ng liwanag sa isang partikular na medium: . Depende sa kemikal na komposisyon ng daluyan, ang estado nito (temperatura, presyon, atbp.) at ang dalas ng liwanag (tingnan ang liwanag na pagpapakalat).2) RELATIVE - (p.p. ng pangalawang medium na may kaugnayan sa una) na halaga na katumbas ng ratio ng phase velocity sa unang medium sa phase velocity sa pangalawang: . O.p.p. ay katumbas ng ratio ng absolute refractive index ng pangalawang medium sa absolute p.p. kapaligiran ng panulat.

POLARIZATION NG LIWANAG- isang phenomenon na humahantong sa pag-order ng mga vectors ng electric field at magnetic induction ng isang light wave sa isang eroplano na patayo sa light beam. Kadalasang nangyayari kapag ang liwanag ay naaaninag at na-refracte, gayundin kapag ang liwanag ay kumakalat sa isang anisotropic medium.

LIGHT REFRACTION- isang kababalaghan na binubuo ng isang pagbabago sa direksyon ng pagpapalaganap ng liwanag (electromagnetic wave) sa panahon ng paglipat mula sa isang daluyan patungo sa isa pa, naiiba mula sa una refractive index. Para sa repraksyon, ang batas ay natupad: ang sinag ng insidente, ang sinag ng sinag at ang patayo na nakataas sa punto ng saklaw ng sinag ay nasa parehong eroplano, at para sa dalawang media na ito, ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa ang sine ng anggulo ng repraksyon ay isang pare-parehong halaga, na tinatawag kamag-anak na refractive index pangalawang kapaligiran na may kaugnayan sa una. Ang dahilan para sa repraksyon ay ang pagkakaiba sa mga bilis ng phase sa iba't ibang media.

PRISM OPTICAL- isang katawan ng transparent na materyal na napapaligiran ng dalawang di-parallel na eroplano kung saan ang ilaw ay na-refracted. Ginagamit ito sa optical at spectral na mga instrumento.

PAGKAKAIBA NG PAGLALAKBAY- isang pisikal na dami na katumbas ng pagkakaiba sa mga optical na haba ng mga landas ng dalawang light ray.

PAGKALAT NG ILAW- isang phenomenon na binubuo sa paglihis ng isang light beam na nagpapalaganap sa isang medium sa lahat ng posibleng direksyon. Ito ay dahil sa inhomogeneity ng medium at ang interaksyon ng liwanag sa mga particle ng matter, kung saan nagbabago ang direksyon ng propagation, frequency at plane ng oscillation ng light wave.

ILAW, light radiation - na maaaring magdulot ng visual sensation.

MALIWANAG NA AWAY - electromagnetic wave sa nakikitang hanay ng wavelength. Dalas (set ng mga frequency) r.v. tinutukoy ang kulay, ang enerhiya ng r.v. proporsyonal sa parisukat ng amplitude nito.

LAMANG GABAY- isang channel para sa pagpapadala ng liwanag, na may mga sukat na maraming beses na mas malaki kaysa sa wavelength ng liwanag. Liwanag sa nayon nagpapalaganap dahil sa kabuuang panloob na pagmuni-muni.

BILIS NG LIWANAG sa vacuum (c) - isa sa mga pangunahing pisikal na constants, katumbas ng bilis ng pagpapalaganap ng mga electromagnetic wave sa vacuum. c=(299 792 458 ± 1.2) m/s. S.s. - ang paglilimita sa bilis ng pagpapalaganap ng anumang pisikal na pakikipag-ugnayan.

SPECTRUM OPTICAL- pamamahagi sa mga frequency (o wavelength) ng intensity ng optical radiation ng isang partikular na katawan (emission spectrum) o ang intensity ng absorption ng liwanag kapag ito ay dumaan sa isang substance (absorption spectrum). Ibahin ang SO: linya, na binubuo ng mga indibidwal na linya ng parang multo; may guhit, na binubuo ng mga grupo (mga guhit) ng malapit parang multo na mga linya; solid, naaayon sa paglabas (emission) o pagsipsip ng liwanag sa malawak na hanay ng dalas.

MGA SPECTRAL NA LINYA- makitid na mga lugar sa optical spectra, na tumutugma sa halos parehong dalas (haba ng daluyong). Ang bawat S. l. nakakatugon sa isang tiyak quantum transition.

SPECTRAL ANALYSIS- isang pisikal na pamamaraan para sa pagsusuri ng husay at dami ng kemikal na komposisyon ng mga sangkap, batay sa pag-aaral ng kanilang optical spectra. Ito ay nakikilala sa pamamagitan ng mataas na sensitivity at ginagamit sa kimika, astrophysics, metalurhiya, geological exploration, atbp. Ang teoretikal na batayan ng S. a. ay isang .

SPECTROGRAPH- isang optical device para sa pagkuha at sabay-sabay na pagtatala ng radiation spectrum. Ang pangunahing bahagi ng S. - optical prism o .

SPECTROSCOPE- isang optical device para sa visual na pagmamasid ng radiation spectrum. Ang pangunahing bahagi ng S. ay isang optical prism.

SPECTROSCOPY sangay ng pisika na nag-aaral optical spectra upang maipaliwanag ang istruktura ng mga atomo, molekula, gayundin ang bagay sa iba't ibang estado ng pagsasama-sama nito.

TUMAAS optical system - ang ratio ng laki ng imahe na ibinigay ng optical system sa tunay na laki ng bagay.

ULTRAVIOLET RADIATION- electromagnetic radiation na may wavelength sa vacuum mula 10 nm hanggang 400 nm. Nagdudulot ng maraming substance at luminescence. biologically active.

FOCAL PLANE- isang eroplanong patayo sa optical axis ng system at dumadaan sa pangunahing pokus nito.

POKUS- ang punto kung saan kinokolekta ang isang parallel beam ng light rays na dumadaan sa optical system. Kung ang sinag ay parallel sa pangunahing optical axis ng system, kung gayon ang optika ay namamalagi sa axis na ito at tinatawag na principal.

FOCAL LENGTH- ang distansya sa pagitan ng optical center ng manipis na lens at ang focus PHOTOEFFECT, photoelectric effect - ang phenomenon ng paglabas ng mga electron sa pamamagitan ng substance sa ilalim ng impluwensya ng electromagnetic radiation (panlabas na f.). Ito ay sinusunod sa mga gas, likido at solids. Natuklasan ni G. Hertz at pinag-aralan ni A.G. Stoletov. Ang mga pangunahing regularidad f. ipinaliwanag batay sa mga konseptong quantum ni A. Einstein.

KULAY- ang visual na sensasyon na dulot ng liwanag alinsunod sa spectral na komposisyon nito at ang intensity ng sinasalamin o ibinubuga na radiation.

Liwanag- ito ay mga electromagnetic waves, ang mga wavelength nito ay nakasalalay sa average na mata ng tao sa hanay mula 400 hanggang 760 nm. Sa loob ng mga limitasyong ito, tinatawag ang liwanag nakikita. Ang liwanag na may pinakamahabang wavelength ay lumilitaw na pula sa amin, at ang liwanag na may pinakamaikling wavelength ay lumilitaw na violet. Madaling matandaan ang paghalili ng mga kulay ng spectrum sa tulong ng kasabihang " Upang bawat O hotnik F ginagawa W nat, G de Sa pupunta F azan. Ang mga unang titik ng mga salita ng kasabihan ay tumutugma sa mga unang titik ng mga pangunahing kulay ng spectrum sa pababang pagkakasunud-sunod ng wavelength (at, nang naaayon, pagtaas ng dalas): " Upang pula - O saklaw - F dilaw - W berde - G asul - Sa asul - F lila." Ang ilaw na may mga wavelength na mas mahaba kaysa sa pula ay tinatawag infrared. Hindi ito napapansin ng ating mga mata, ngunit nakukuha ng ating balat ang gayong mga alon sa anyo ng thermal radiation. Ang ilaw na may mas maikling wavelength kaysa sa violet ay tinatawag ultraviolet.

Mga electromagnetic wave(at sa partikular, liwanag na alon, o simple lang liwanag) ay isang electromagnetic field na nagpapalaganap sa espasyo at oras. Ang mga electromagnetic wave ay nakahalang - ang mga vector ng electrical intensity at magnetic induction ay patayo sa isa't isa at nakahiga sa isang eroplano na patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon. Ang mga magaan na alon, tulad ng anumang iba pang mga electromagnetic wave, ay nagpapalaganap sa bagay na may isang tiyak na bilis, na maaaring kalkulahin ng formula:

saan: ε at μ - dielectric at magnetic permeability ng sangkap, ε 0 at μ 0 - electric at magnetic constants: ε 0 \u003d 8.85419 10 -12 F / m, μ 0 \u003d 1.25664 10 -6 H / m. Ang bilis ng liwanag sa isang vacuum(saan ε = μ = 1) ay pare-pareho at katumbas ng kasama= 3∙10 8 m/s, maaari din itong kalkulahin ng formula:

Ang bilis ng liwanag sa vacuum ay isa sa mga pangunahing pisikal na pare-pareho. Kung ang ilaw ay nagpapalaganap sa anumang daluyan, kung gayon ang bilis ng pagpapalaganap nito ay ipinahayag din ng sumusunod na kaugnayan:

saan: n- ang refractive index ng isang substance - isang pisikal na dami na nagpapakita kung gaano karaming beses ang bilis ng liwanag sa isang medium ay mas mababa kaysa sa vacuum. Ang refractive index, tulad ng nakikita mula sa mga nakaraang formula, ay maaaring kalkulahin tulad ng sumusunod:

• Ang liwanag ay nagdadala ng enerhiya. Kapag ang mga ilaw na alon ay nagpapalaganap, isang daloy ng electromagnetic na enerhiya ang lumitaw.
• Ang mga light wave ay ibinubuga sa anyo ng indibidwal na quanta ng electromagnetic radiation (photon) ng mga atomo o molekula.

Bilang karagdagan sa liwanag, may iba pang mga uri ng electromagnetic waves. Dagdag pa, nakalista ang mga ito sa pagkakasunud-sunod ng pagpapababa ng haba ng daluyong (at, nang naaayon, pagtaas ng dalas):

• mga alon ng radyo;
• Infrared radiation;
• nakikitang liwanag;
• Ultraviolet radiation;
• X-ray radiation;
• Gamma radiation.

Panghihimasok

Panghihimasok- isa sa mga pinakamaliwanag na pagpapakita ng likas na alon ng liwanag. Ito ay nauugnay sa muling pamamahagi ng liwanag na enerhiya sa kalawakan kapag ang tinatawag na magkakaugnay waves, iyon ay, waves na may parehong frequency at isang pare-pareho ang phase pagkakaiba. Ang intensity ng liwanag sa rehiyon ng beam overlap ay may katangian ng alternating light at dark bands, na ang intensity ay mas malaki sa maxima at mas mababa kaysa sa kabuuan ng beam intensity sa minima. Kapag gumagamit ng puting ilaw, ang interference fringes ay nagiging kulay sa iba't ibang kulay ng spectrum.

Upang makalkula ang pagkagambala, ginamit ang konsepto haba ng optical path. Hayaang maglakbay ang liwanag sa distansya L sa isang daluyan na may repraktibo na indikasyon n. Pagkatapos ang haba ng optical path nito ay kinakalkula ng formula:

Para sa interference, hindi bababa sa dalawang beam ang dapat mag-overlap. Para sa kanila ito ay kinakalkula pagkakaiba sa optical path(optical length difference) ayon sa sumusunod na formula:

Ang halagang ito ang tumutukoy kung ano ang mangyayari sa panahon ng interference: minimum o maximum. Tandaan ang sumusunod: maximum na interference(light band) ay sinusunod sa mga puntong iyon sa espasyo kung saan ang sumusunod na kondisyon ay nasiyahan:

Sa m= 0, ang maximum na zero-order ay sinusunod, sa m= ±1 maximum ng unang order, at iba pa. pinakamababang interference(dark band) ay sinusunod kapag ang sumusunod na kondisyon ay natugunan:

Ang pagkakaiba sa bahagi ng mga oscillation sa kasong ito ay:

Sa unang odd na numero (isa) magkakaroon ng minimum ng unang order, kasama ang pangalawa (tatlo) magkakaroon ng minimum ng pangalawang order, atbp. Walang minimum na zero-order.

Diffraction. Diffraction grating

Diffraction Ang ilaw ay tinatawag na phenomenon ng deviation ng liwanag mula sa rectilinear na direksyon ng propagation kapag dumadaan malapit sa mga obstacle na ang mga sukat ay maihahambing sa wavelength ng liwanag (light bending around obstacles). Tulad ng ipinapakita ng karanasan, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang ilaw ay maaaring pumasok sa lugar ng geometric na anino (iyon ay, kung saan hindi dapat). Kung ang isang bilog na balakid ay matatagpuan sa landas ng isang parallel light beam (isang bilog na disk, isang bola o isang bilog na butas sa isang opaque na screen), pagkatapos ay sa isang screen na matatagpuan sa isang sapat na malaking distansya mula sa balakid, pattern ng diffraction- isang sistema ng alternating light at dark rings. Kung ang balakid ay linear (slit, thread, screen edge), pagkatapos ay lilitaw ang isang sistema ng parallel diffraction fringes sa screen.

Diffraction gratings ay mga panaka-nakang istruktura na inukit ng isang espesyal na makinang panghati sa ibabaw ng salamin o metal na plato. Sa magagandang grating, ang mga stroke na kahanay sa bawat isa ay may haba na halos 10 cm, at mayroong hanggang 2000 na mga stroke bawat milimetro. Sa kasong ito, ang kabuuang haba ng grating ay umabot sa 10-15 cm Ang paggawa ng naturang mga grating ay nangangailangan ng paggamit ng pinakamataas na teknolohiya. Sa pagsasagawa, ang mga coarser grating na may 50-100 na linya bawat milimetro na inilapat sa ibabaw ng transparent na pelikula ay ginagamit din.

Sa normal na saklaw ng liwanag sa isang diffraction grating, ang maxima ay sinusunod sa ilang direksyon (bilang karagdagan sa isa kung saan ang liwanag ay unang insidente). Para maobserbahan maximum na interference, ang sumusunod na kondisyon ay dapat matugunan:

saan: d ay ang grating period (o pare-pareho) (ang distansya sa pagitan ng mga katabing grooves), m ay isang integer, na tinatawag na pagkakasunud-sunod ng maximum na diffraction. Sa mga puntong iyon ng screen kung saan nasiyahan ang kundisyong ito, matatagpuan ang tinatawag na pangunahing maxima ng pattern ng diffraction.

Mga batas ng geometric na optika

geometric na optika ay isang sangay ng pisika na hindi isinasaalang-alang ang mga katangian ng alon ng liwanag. Ang mga pangunahing batas ng geometric na optika ay kilala nang matagal bago ang pagtatatag ng pisikal na katangian ng liwanag.

Optical homogenous medium ay isang daluyan sa buong volume kung saan ang refractive index ay nananatiling hindi nagbabago.

Ang batas ng rectilinear propagation ng liwanag: Ang liwanag ay naglalakbay sa isang tuwid na linya sa isang optically homogenous na medium. Ang batas na ito ay humahantong sa ideya ng isang light beam bilang isang geometric na linya kung saan ang liwanag ay nagpapalaganap. Dapat pansinin na ang batas ng rectilinear propagation ng liwanag ay nilalabag at ang konsepto ng isang light beam ay nawawala ang kahulugan nito kung ang ilaw ay dumaan sa maliliit na butas, ang mga sukat nito ay maihahambing sa haba ng daluyong (sa kasong ito, ang diffraction ay sinusunod). .

Sa interface sa pagitan ng dalawang transparent na media, ang liwanag ay maaaring bahagyang maipakita upang ang bahagi ng liwanag na enerhiya ay magpapalaganap pagkatapos ng pagmuni-muni sa isang bagong direksyon, at bahagyang dumaan sa interface at magpalaganap sa pangalawang daluyan.

Batas ng pagmuni-muni ng liwanag: ang insidente at sinasalamin na mga beam, pati na rin ang patayo sa interface sa pagitan ng dalawang media, na naibalik sa punto ng saklaw ng beam, ay nasa parehong eroplano (ang eroplano ng saklaw). Anggulo ng pagninilay γ katumbas ng anggulo ng saklaw α . Tandaan na ang lahat ng mga anggulo sa optika ay sinusukat mula patayo sa interface sa pagitan ng dalawang media.

Batas ng repraksyon ng liwanag (batas ni Snell): ang insidente at refracted ray, pati na rin ang patayo sa interface sa pagitan ng dalawang media, na naibalik sa punto ng saklaw ng ray, ay nasa parehong eroplano. Ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw α sa sine ng anggulo ng repraksyon β ay isang pare-parehong halaga para sa dalawang ibinigay na media, at tinutukoy ng expression:

Ang batas ng repraksyon ay eksperimento na itinatag ng Dutch scientist na si W. Snellius noong 1621. Patuloy na halaga n 21 tawag kamag-anak na refractive index pangalawang kapaligiran na may kaugnayan sa una. Ang refractive index ng isang medium na may kinalaman sa vacuum ay tinatawag ganap na refractive index.

Ang medium na may malaking halaga ng absolute index ay tinatawag na optically denser, at ang medium na may mas maliit na value ay tinatawag na less dense. Kapag dumadaan mula sa isang hindi gaanong siksik na daluyan patungo sa isang mas siksik, ang sinag ay "pinipindot" laban sa patayo, at kapag dumadaan mula sa isang mas siksik hanggang sa isang mas siksik, ito ay "lumilipat" mula sa patayo. Ang tanging kaso kapag ang sinag ay hindi refracted ay kung ang anggulo ng saklaw ay 0 (iyon ay, ang mga sinag ay patayo sa interface).

Kapag ang liwanag ay pumasa mula sa isang optically denser medium papunta sa isang optically mas siksik n 2 < n 1 (halimbawa, mula sa salamin hanggang sa hangin) ay maaaring obserbahan kabuuang panloob na pagmuni-muni na kababalaghan, iyon ay, ang pagkawala ng refracted beam. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sinusunod sa mga anggulo ng saklaw na lumampas sa isang tiyak na kritikal na anggulo α pr, na tinatawag na nililimitahan ang anggulo ng kabuuang panloob na pagmuni-muni. Para sa anggulo ng saklaw α = α pr, kasalanan β = 1 kasi β = 90°, nangangahulugan ito na ang refracted beam ay napupunta sa mismong interface, habang, ayon sa batas ni Snell, ang sumusunod na kondisyon ay nasiyahan:

Sa sandaling ang anggulo ng saklaw ay naging mas malaki kaysa sa nililimitahan, ang refracted beam ay hindi na lamang napupunta sa hangganan, ngunit hindi ito lumilitaw sa lahat, dahil ang sine nito ay dapat na mas malaki kaysa sa pagkakaisa, ngunit hindi ito maaaring mangyari.

mga lente

Lens Ang isang transparent na katawan na napapalibutan ng dalawang spherical surface ay tinatawag. Kung ang kapal ng lens mismo ay maliit kumpara sa radii ng curvature ng spherical surface, kung gayon ang lens ay tinatawag manipis.

Ang mga lente ay pagtitipon at nakakalat. Kung ang refractive index ng lens ay mas malaki kaysa sa kapaligiran, kung gayon ang converging lens ay mas makapal sa gitna kaysa sa mga gilid, habang ang diverging lens, sa kabaligtaran, ay mas manipis sa gitna. Kung ang refractive index ng lens ay mas mababa kaysa sa kapaligiran, kung gayon ang kabaligtaran ay totoo.

Ang isang tuwid na linya na dumadaan sa mga sentro ng kurbada ng mga spherical na ibabaw ay tinatawag pangunahing optical axis ng lens. Sa kaso ng mga manipis na lente, maaari nating ipagpalagay na ang pangunahing optical axis ay sumasalubong sa lens sa isang punto, na karaniwang tinatawag na optical center ng lens. Ang isang sinag ng liwanag ay dumadaan sa optical center ng lens nang hindi lumilihis mula sa orihinal na direksyon nito. Ang lahat ng mga linya na dumadaan sa optical center ay tinatawag gilid optical axes.

Kung ang isang sinag ng mga sinag na kahanay sa pangunahing optical axis ay nakadirekta sa lens, pagkatapos na dumaan sa lens ang mga sinag (o ang kanilang pagpapatuloy) ay magtitipon sa isang punto F, na tinatawag na pangunahing pokus ng lens. Ang manipis na lens ay may dalawang pangunahing foci, simetriko na matatagpuan kaugnay ng lens sa pangunahing optical axis. Ang mga converging lens ay may totoong foci, ang diverging lens ay may haka-haka na foci. Distansya sa pagitan ng optical center ng lens O at pangunahing pokus F tinawag Focal length. Ito ay tinutukoy ng pareho F.

Formula ng Lens

Ang pangunahing pag-aari ng mga lente ay ang kakayahang magbigay ng mga larawan ng mga bagay. Imahe- ito ang punto sa espasyo kung saan ang mga sinag (o ang kanilang mga pagpapatuloy) ay nagsalubong, na inilalabas ng pinagmulan pagkatapos ng repraksyon sa lens. Ang mga imahe ay direkta at baliktad, wasto(nagsalubong ang mga sinag) at haka-haka(nagsalubong ang mga pagpapatuloy ng mga sinag), pinalaki at nabawasan.

Ang posisyon ng imahe at ang kalikasan nito ay maaaring matukoy gamit ang mga geometric na konstruksyon. Upang gawin ito, gamitin ang mga katangian ng ilang karaniwang mga sinag, ang kurso nito ay kilala. Ang mga ito ay mga ray na dumadaan sa optical center o isa sa mga foci ng lens, pati na rin ang mga ray na kahanay sa pangunahing o isa sa pangalawang optical axes.

Para sa pagiging simple, maaari mong tandaan na ang imahe ng isang punto ay magiging isang punto. Ang imahe ng isang punto na nakahiga sa pangunahing optical axis ay nasa pangunahing optical axis. Ang larawan ng isang segment ay isang segment. Kung ang segment ay patayo sa pangunahing optical axis, kung gayon ang imahe nito ay patayo sa pangunahing optical axis. Ngunit kung ang segment ay nakakiling sa pangunahing optical axis sa isang tiyak na anggulo, kung gayon ang imahe nito ay nakatagilid na sa ibang anggulo.

Ang mga imahe ay maaari ding kalkulahin gamit ang mga formula ng manipis na lens. Kung ang pinakamaikling distansya mula sa bagay hanggang sa lens ay tinutukoy ng d, at ang pinakamaikling distansya mula sa lens hanggang sa imahe hanggang f, kung gayon ang formula ng manipis na lens ay maaaring isulat bilang:

ang halaga D reciprocal ng focal length. tinawag optical power ng lens. Ang yunit ng optical power ay 1 diopter (D). Ang diopter ay ang optical power ng isang lens na may focal length na 1 m.

Nakaugalian na iugnay ang ilang mga palatandaan sa mga focal length ng mga lente: para sa isang converging lens F> 0, para sa scattering F < 0. Оптическая сила рассеивающей линзы также отрицательна.

Dami d at f sundin din ang isang tiyak na tuntunin ng tanda: f> 0 – para sa mga totoong larawan; f < 0 – для мнимых изображений. Перед d ang “–” sign ay inilalagay lamang sa kaso kapag ang isang nagtatagpo na sinag ng mga sinag ay bumagsak sa lens. Pagkatapos ay pinalawak sila sa pag-iisip sa intersection sa likod ng lens, isang haka-haka na pinagmumulan ng liwanag ay inilalagay doon, at ang distansya ay tinutukoy para dito. d.

Depende sa posisyon ng bagay na may kaugnayan sa lens, nagbabago ang mga linear na sukat ng imahe. Linear zoom mga lente Γ tinatawag na ratio ng mga linear na sukat ng imahe at bagay. Mayroong isang formula para sa linear magnification ng isang lens:

Sa maraming mga optical na instrumento, ang liwanag ay dumadaan nang sunud-sunod sa dalawa o higit pang mga lente. Ang imahe ng bagay na ibinigay ng unang lens ay nagsisilbing object (totoo o haka-haka) para sa pangalawang lens, na bumubuo sa pangalawang imahe ng bagay, at iba pa.

Alamin ang lahat ng mga formula at batas sa pisika, at mga formula at pamamaraan sa matematika. Sa katunayan, napakasimple rin nitong gawin, mayroon lamang humigit-kumulang 200 na kinakailangang mga pormula sa pisika, at mas kaunti pa sa matematika. Sa bawat isa sa mga paksang ito mayroong humigit-kumulang isang dosenang mga karaniwang pamamaraan para sa paglutas ng mga problema ng isang pangunahing antas ng pagiging kumplikado, na maaari ding matutunan, at sa gayon, ganap na awtomatiko at walang kahirapan, lutasin ang karamihan sa digital na pagbabago sa tamang oras. Pagkatapos nito, kailangan mo lamang isipin ang pinakamahirap na gawain.

Dumalo sa lahat ng tatlong yugto ng rehearsal testing sa physics at mathematics. Ang bawat RT ay maaaring bisitahin ng dalawang beses upang malutas ang parehong mga pagpipilian. Muli, sa DT, bilang karagdagan sa kakayahang mabilis at mahusay na malutas ang mga problema, at ang kaalaman sa mga pormula at pamamaraan, kinakailangan din na maayos na makapagplano ng oras, mamahagi ng mga puwersa, at higit sa lahat ay punan nang tama ang form ng sagot. , nang hindi nalilito ang alinman sa mga bilang ng mga sagot at gawain, o ang iyong sariling apelyido. Gayundin, sa panahon ng RT, mahalagang masanay sa istilo ng pagtatanong sa mga gawain, na maaaring mukhang hindi karaniwan sa isang hindi handa na tao sa DT.

Ang matagumpay, masigasig at responsableng pagpapatupad ng tatlong puntong ito, pati na rin ang responsableng pag-aaral ng mga huling pagsusulit sa pagsasanay, ay magbibigay-daan sa iyo na magpakita ng isang mahusay na resulta sa CT, ang maximum ng kung ano ang kaya mo.

May nakitang error?

Kung ikaw, tulad ng sa tingin mo, ay nakakita ng isang error sa mga materyales sa pagsasanay, mangyaring sumulat tungkol dito sa pamamagitan ng e-mail (). Sa liham, ipahiwatig ang paksa (physics o matematika), ang pangalan o numero ng paksa o pagsusulit, ang bilang ng gawain, o ang lugar sa teksto (pahina) kung saan, sa iyong palagay, mayroong isang pagkakamali. Ilarawan din kung ano ang sinasabing error. Ang iyong liham ay hindi mapapansin, ang pagkakamali ay itatama, o ipapaliwanag sa iyo kung bakit ito ay hindi isang pagkakamali.