51 Линзы и их характеристики. Формула тонкой линзы. Построение изображений в линзах. Аберрации (погрешности) оптических систем.
Линзы бывают: двояковыпуклые, плосковыпуклые, двояковогнутые, плосковогнутые, выпукло-вогнутые, выпукло вогнутые, вогнуто-выпуклые.
Хар-тика: 1)главная оптическая ось-прямая проходящая через центр кривизны поверхностей. 2)фокус линзы-точка F лежащая на главн. оптич. оси в которой пересекаюца лучи приосевого светового потока(распространяющего параллельно главн. оптич. Оси).3)оптический центр линз-точка лежащая на главн. оптич. Оси(точка 0 лучи не приломляюца)
Формула
тонкой линзы
(a,b-расстояние
от линзы до предмета. f-фокусное
расстояние(между оптическим центром
линзы и её фокусом)
Построение изображения в линзе;
а)
б)
а)действительное изображение собирательной линзы
б)изображ. в рассеивающей линзе
Аберрация-искажения,
погрешности изображения, вызванные
несовершенством оптической системы.
Аберрациям, в разной степени, подвержены
любые объективы, даже самые дорогие.
Считается, что чем больше диапазон
фокусных расстояний объектива, тем выше
уровень его аберраций.
Фотометрия. Энергетические и световые величины в фотометрии. Единицы измерения.
Фотометрия-раздел оптики занимающийся вопросами измерения интенсивности света и его источников. Энергетические величины: 1)энергетическая сила света(вт/ср).2)поток излучения(Вт).3)Электрическая светимость(Вт/м^2).4)Энергетическая яркость(Вт*ср/м^2).
Световые величины:1)световой поток(lm-люмен).2)светимость(lm/м^2). 3)Яркость(Кд(кадела)/м^2).4)Освещаемость (lk-люкс).
Природа света
Согласно корпускулярной теории (или теории истечения) свет представляет собой поток частиц (корпускул), которые испускаются источником света. Эти частицы движутся в пространстве и взаимодействуют с веществом по законам механики. Эта теория хорошо объясняла законы прямолинейного распространения света, его отражения и преломления. Основоположником данной теории является Ньютон
Согласно волновой теории свет представляет собой упругие продольные волны в особой среде, заполняющей все пространство - светоносном эфире. Распространение этих волн описывается принципом Гюйгенса.
Каждая точка эфира, до которой дошел волновой процесс, является источником элементарных вторичных сферических волн, огибающая которых образует новый фронт колебаний эфира.
Понятие упругого эфира привело к неразрешимым противоречиям. Например, явление поляризации света показало, что световые волны поперечны. Упругие поперечные волны могут распространяться только в твердых телах, где имеет место деформация сдвига. Поэтому эфир должен быть твердой средой, но в то же время не препятствовать движению космических объектов. Экзотичность свойств упругого эфира являлась существенным недостатком первоначальной волновой теории.
Согласно современным представлениям, свет имеет двойственную корпускулярно-волновую природу. В одних явлениях свет обнаруживает свойства волн, а в других - свойства частиц. Волновые и квантовые свойства дополняют друг друга.
Корпускулярно-волновой дуализм является проявлением двух форм существования материи - вещества и поля.
54.
Порция излучаемой энергии равна
e = h·n , (1)
где h -постоянная Планка, n - частота электромагнитного излучения.
Идея квантования является одной из величайших физических идей. Оказалось, что многие величины считавшиеся непрерывными, имеют дискретный ряд значений. На базе этой идеи возникла квантовая механика, описывающая законы поведения микрочастиц.
Электромагнитная волна не только излучается, но и поглощается и распространяется в виде потока квантов. Итак, электромагнитное излучение ( в том числе и свет) представляет собой поток фотонов.
Фотон - мельчайшая частица электромагнитного излучения, имеющая энергию в один квант.
Световые частицы (фотоны) одновременно обладают и волновыми и корпускулярными свойствами. Фотоны, как любые частицы, имеют массу. Из закона взаимосвязи массы и энергии следует, что энергию фотона можно выразить как
e =m·c2 (2)
Из формул 1 и 2 получим, что масса фотона равна m = h·n/c2 (3).
Масса определяемая соотношением 3, является массой движущегося фотона. Фотон не имеет массы покоя ( m0 = 0), так как он не может существовать в состоянии покоя. Все фотоны движутся со скоростью с = 3·108 м/с. Очевидно импульс фотона P = m·c, откуда следует, что
P = h·n/c = h/l(4).