Урок 29 Законы геометр оптики

ОПТИКА

Оптика

Оптика – раздел физики, изучающий закономерности световых явлений, природу света и его взаимодействие с веществом.
Оптика

Геометрическая оптика

Волновая оптика

Квантовая оптика

Изучением данной теории занимался Ньютон
Свет – это поток частиц, идущих от источника во все стороны (перенос вещества)
Затруднения:
Почему световые пучки, пересекаются в пространстве

Изучением данной теории занимался Гюйгенс
Свет – это волны, распространяющиеся в особой гипотетической среде - эфире, заполняющем все пространство проникающем внутрь всех тел
Затруднения:
Прямолинейное распространение и образование теней

Корпускулярная и волновая теории света

Во второй половине XIX века – свет рассматривали как волну.

В начале XX века представления о природе сета изменились.
Свет при излучении и поглощении ведет себя подобно потоку частиц

Явления интерференции и дифракции
можно было объяснить, если свет считать волной

Явления излучения и поглощения
можно было объяснить, если свет считать потоком частиц

Интерференция света
 сложение световых волн

Дифракция светаогибание малых препятствий.

Излучение света
процесс испускания и распространения энергии в виде волн 
и частиц.

Поглощение света
уменьшение интенсивности 
излучения света

Геометрическая оптика

Раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах, законы отражения света от зеркальных поверхностей и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах.

Основное положение геометрической оптики

Свет распространяется прямолинейно

Искусственные

Естественные

Часть светового потока, ограниченная конической или циклической поверхностью, называется световым пучком

Световой луч линия, по направлению которой распространяется световой пучок

Закон прямолинейного распространения света

В однородной среде световые лучи представляют собой прямые линии

Закон независимости световых пучков

Лучи света, пересекаясь, не взаимодействуют, то есть распространение световых лучей происходит независимо друг от друга

Закон отражения света

Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к границе раздела, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости

Угол отражения равен углу падения

Явление отражения света

Закон преломления света

Падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела сред, восстановленный в месте падения, лежат в одной плоскости

Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть постоянная для двух данных сред величина, равная относительному показателю преломления второй среды относительно первой:

Явление преломления света

Относительный показатель преломления

Относительный показатель преломления двух сред выражается через абсолютные показатели преломления этих сред.

Относительный показатель преломления

Относительный показатель преломления двух сред равен отношению абсолютного показателя преломления второй среды к абсолютному показателю преломления первой среды. Эта величина показывает, во сколько раз скорость света в первой среде больше скорости света во второй среде.

Абсолютный показатель преломления

Абсолютный показатель преломления равен отношению скорости света в вакууме к скорости света в данной среде. Абсолютный показатель преломления больше или равен единице. Для воздуха считают, что показатель примерно равен единице. Величина абсолютного показателя преломления характеризует оптическую плотность среды. Чем выше значение показателя, тем более плотной является среда

Полное отражение

В соответствии с законом преломления в случае, когда свет переходит из среды оптически более плотной в среду оптически менее плотную, угол преломления больше угла падения. С увеличением угла падения угол преломления тоже увеличивается и при некотором значении угла падения угол преломления окажется равным 90 градусов. При этом преломленный луч будет скользить по границе раздела двух сред и не перейдет во вторую среду – возникнет явление полного отражения от границы раздела двух сред.

Предельный угол полного отражения

Угол падения, при котором угол преломления равен 90 градусов, называется предельным углом полного отражения. Как следует из закона преломления, этот угол определяется условием: