законите на размисъл и пречупване на светлината, платформа съдържание

1.Zakony отражение и пречупване на светлината

Според закона. Закона prelomleniyab = А: В е равен на ъгъла на отражение aotrazheniya, ъгълът на падане твърди, че лъч при преминаване от една среда с коефициент на пречупване n1 с различен коефициент на пречупване n2, връзката

Или = 1 = nasin2 - ugolg - ъгъл на падане, и. Тук gsin пречупване него (фигура 1). Имайте предвид, че ъглите на падане, отражението и пречупването на лъча измерени от перпендикуляра (нормално) до vosstavlennogo интерфейс между две среди в точката на падане.

Обърнете особено внимание на оптичните характеристики на средата - индексът на пречупване показва, колко пъти скоростта на светлината във вакуум, отколкото в дадена среда. Следователно, за всеки п 1.³ среда във въздуха, оптичните свойства близки до вакуум, п = 1.

Специален случай е явлението пълно вътрешно отражение се наблюдава при прехода от светлина оптически плътна среда (висок индекс на пречупване) в оптически по-малко плътна среда (по-нисък индекс на пречупване) п1> n2 (фиг. 2). Минималният ъгъл на лъча 0 apadeniya ще raveng това, че ъгълът на пречупване 900, наречен ограничаване ъгъла на пълно вътрешно отражение. И = 1, грехът gtogda тъй като грях 0 =.
^

2. Правото на Снел

От закона за пречупване на светлинните лъчи, за да бъде факт без праволинейно разпространение на светлината в хетерогенна среда. Тази среда може да бъде представена като набор от тънки плочи с различни коефициенти на пречупване, за които важно и красив пречупване на светлината: наличието на междинния слой не влияе на връзката между ъгъла на падане на първата среда и ъгъла на пречупване в последната. Т.е. по избраната посока на връзка Ni Asín на I = строителство.

А валидно ако хетерогенна среда е набор от слоеве или плочи с различни коефициенти на пречупване N1, N2, N3, ... (фиг. 3), и средата е прозрачен, тогава лъч преминава през него, и интерфейсите на слоевете (плочи), отношенията, произтичащи законът на пречупване:

n1aSin1 = n2aSin2 = n3aSin3 = ... = niaSini.

Т.е. по избраната посока, връзката niaSini = строителство.

От това следва, че ако средата е непрозрачна и лъч се отразява от един от нейните слоеве, ъгълът на падане на първичния лъч на средата равен на ъгъла на изходния лъч в същата среда.
^

3. Законодателството на paraxial оптика

Paraxial оптика - се »Тд» aoptika малки ъгли на падане и пречупване. За малък ъгъл грях. След това законът на пречупване или получава Вида na1ng = 2 - ugolg - ъгъл на падане, и а. Тук, mozhnoaprelomleniya. Ако в хода на решаването на проблема изисква стойност защото използват връзка Коза на »л А2-.

Един от законите на paraxial оптика се посочва, че тесните лъчи на паралелните лъчи ще пречупващи система в една точка - фокусът е (или в един момент ще ги продължи - въображаемата фокуса).

В Тора право на оптика се състои paraxial лъчи, които се различават от една единствена точка в малък ъгъл лъчи, насочени от системата на пречупване и в един момент (с същата уговорка относно виртуалния образ). Тези закони въз основа решение на много проблеми, когато едно от оптичните елементи е под око, - защото на малка стойност на окото на зеницата се фокусира инцидента лъчи върху него под малък ъгъл. По същество тази причина, ние виждаме точката като точка, а не като продължителен източник.

Това се обяснява с факта, че по-рязко изображение на несъвършени очите на обекта се оказва не върху ретината, но пред него, ако един човек е късоглед. или зад него, ако хората dalnozorok. И в двата случая, изображението на всяка точка на ретината се получава под формата на свободни места (фиг. 4), диаметърът на които зависи от диаметъра на сито-зеница и степента на късогледство (или далекогледство) човешки.

По-малкият диаметър на зеницата, тесен лъч лъчи създават изображения точки, по-малката място се получава върху ретината. В ярка светлина диаметъра на зеницата се намалява, и изображението на буквите за хора, които носят очила не са много силни, е леко замъглено

Подобно обяснява увеличението в дълбочина на фокуса (т.е. площта, която се получава на филма рязко) с намаляване на диаметъра на обектива на камерата (фиг. 5).
^

4. Тънък формула леща

Уникална оптично устройство, извършване на промяната в посоката на лъчите, леща. Разграничаване събиране обектив (положителен) и дифузера (отрицателно). Ако дебелината на лещата е такава, че тя може да бъде пренебрегната, а след това на обектива се нарича глобата.

4.1. Формула Rene Dekarta

Обозначаващ разстоянието от източника на светлина (или предмета) до г леща. разстоянието от обектива до F на изображението. (. Фигура 6) Фокусно разстояние F-, основния закон е под формата на тънък обектив: ±. Този тип лещи принадлежи формула Рене Декарт (). Тук отправна точка като че ли обектив геометричния център на е взето (или леща себе си, тъй като тя може да бъде пренебрегната в дебелина).

Ако обърнете внимание на знаците, които стоят във формулата на тънък обектив: Фокусът на обектива на приближаващ се - положително, ^ F> 0; фокуса на обектива отклоняваща - е отрицателно, F <0, что и определяет названия линз.

Валидна D и обърнато изображение винаги се получи само чрез използване на обектив събиране, с е> 0, и означава> 0 (е поставен преди знака + се поставя във формулата на тънък обектив).

Виртуалният образ винаги е директен (т.е. не обърнат), където е <0 и значит <0 (перед в формуле ставится знак минус).

Виртуалният образ може да даде като леща приближаващ се и отклоняваща. Обективът на приближаващ се осигурява виртуален образ в случаите, когато обектът е между фокуса и на обектива, както и увеличение.

Различия в обектива винаги дава въображаем умалено изображение (фиг. 7).

Така, тънък формула леща има няколко варианта:

+ - събиране обектив дава реален образ на обекта; в този случай обектът е разположен в предната част на F, и изображението> леща събиране на разстояние по-голямо от фокусното разстояние, което е обект на обърнато г (увеличаване или намаляване);

+ - събиране обектив дава един въображаем образ на обекта; в този случай обектът F, и директен образ;<находится между линзой и фокусом, d

- отклоняваща обектив винаги дава виртуален образ.

N Например, ако обектът е на разстояние от 30 см от тънки лещата, фокусното разстояние е 20 см, местоположението на изображението може да се намери с формула; = 60 cm.

4.2. формула Newton

Нютон е променил "отправна точка" и ги взе не една, а две - в точките на предната и задната фокуса. Означаваща - разстоянието от обекта до входната фокуса на обектива, а Б - разстоянието от обектива към изображението на гърба фокус (фигура 8.). формула тънък обектив под формата :. Тази формула е известен като формула на Нютон ().

Позовавайки се на примера само анализира: определи местоположението на изображението в тънък обектив, фокусното разстояние е 20 см, и обектът е на разстояние от 30 см от него, като се използва формула на Нютон.

Тук, а = 10 см, F = 20 см, а след това 202/10 = 40 см. Това означава, че изображението е на разстояние от 40 см от задната фокуса на обектива или на разстояние F = 60 см от самия обектив.

4.3. Формула V. Anantha

US професор по физика V. Anantha предложи въвеждане "отправна точка" на главната оптична ос на NF на обектива, където п е цяло число. Положителната посока на Ананта предложи да се помисли по посока на фокуса на обектива. Ако поставите "Отправната точка" до точката на двоен фокус, означен с буквата А - разстоянието от обекта да се удвои фокусна точка в предната част на обектива, а буквата Б - разстоянието от изображението да се удвои в центъра на обектива, формулата Ананта е под формата :. Ако обектът се намира зад двойна цел, т.е. г> 2F, тогава A> 0. Ако обектът се намира на разстояние от обектива по-малко от два пъти фокусното разстояние, A<0 .

Така, в този пример F = 20 cm, з = (30-40) = 10 cm; след това

V см. Знакът "минус", това означава, че разстоянието се измерва от точки в обектива на двойно фокус в посока, далеч от (фиг. 8).

Задача 1.Subject намира на разстояние от 105 см в предната част на обектива на камерата, фокусното разстояние е 50 мм. Къде трябва да се намира на филма?

Решение. Изчисленията се извършват в сантиметри, защото другите звена във формулите там.

Ние извършваме изчисления на различни формули.

Според формулата на Декарт "отправна точка" - център на лещата;

г = 105cm, F = 5 см; 5,25 см (леща).

Според формулата на Нютон: "отправна точка" - във фокуса на обектива; а = 105 - 5 = 100 см; 0,25 см (обектив регулируем фокус или 5,25 см от обектива).
Според формулата Ананта "еталон" - леща двоен фокус;

А = 105 - 10 = 95 cm; B = 4,75 см (точка двоен фокус към лещата, т.е. на разстояние от 5.25 cm от леща).

Получихме и в трите случая едни и същи резултати. Това означава, че във всеки конкретен случай е възможно да се използва горната формула, от гореизложеното, която дава най-прости изчисления.