Геометрическая оптика

1. Что представляет собой свет? Очень долго существовали две теории света:

1). Корпускулярная теория света – основоположник Ньютон. Свет – это поток световых частиц (корпускул).

2).Волновая теория света - основоположник Гюйгенс. Свет – это волны, распространяющиеся в особой среде – эфире, заполняющем все пространство и проникающем внутрь всех тел.

2. Скорость света впервые удалось измерить датскому ученому О. Ремеру в 1676 г. Он наблюдал затмения спутника Юпитера Ио. Спутник проходил перед планетой, а затем погружался в ее тень и пропадал из поля зрения. Затем он опять появлялся, как мгновенно вспыхнувшая лампа. Промежуток времени между вспышками оказался равным 42 ч. 28 мин. Проводя такие же измерения спустя несколько месяцев ( когда Земля удалилась от Юпитера ), Ремер обнаружил, что спутник опоздал появиться из тени на 22 мин. Зная запаздывание появления Ио и расстояние, которым оно вызвано, Ремер вычислил скорость света – 300000км\с.

3. Лабораторны методы определения скорости света. 1).Опыт французского физика И. Физо в 1849 г.

2).Опыт американского физика А.Майкельсона.

4. Луч — линия, вдоль которой распространяется световая энергия.

5.Закон прямолинейного распространения света - в однородной среде свет распространяется по прямой линии. Подтверждением этого закона является образование тени за предметом.

6.Отражение света. Когда лучи падают на поверхность, то они частично или полностью отражаются. Именно поэтому мы видим окружающие нас тела. Если лучи света падают на зеркальную поверхность(гладкую), то отраженные лучи будут параллельны друг другу и отражение зеркальное. А если лучи падают на шершавую поверхность, то отражаться они будут под разными углами и отражение будет рассеянным (диффузным).

7. Законы отражения света на границах двух сред

1). Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр проведенный в точ­ку падения. лежат в одной плоскости 2). Угол падения равен углу отражения.

8. Законы преломления света на границах двух сред

1). Луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр проведенный в точ­ку падения. лежат в одной плоскости.

2). Отношение синуса угла падения к синусу уг­ла преломления есть величина постоянная для данной границы раздела двух сред и называется относительным показателем преломления n₂₁ второй среды относительно первой. , где - относительный показатель преломления

Угол преломления – это угол между преломленным лучом и перпендикуляром, восстановленным в точку падения луча

9. Причина преломления лучей при переходе света из одной среды в другую – неодинаковая скорость распространения света в различных средах.

10.Абсолютный показатель преломления ве­щества n — показатель преломления данного вещества относительно вакуума. Абсолютный показатель преломления показывает во сколько раз скорость света в веществе меньше, чем в вакууме: где с — скорость света в вакууме, υ-скорость света в среде.

11.Явления, объясняемые преломлением света: а). миражи б). предметы, опущенные в воду кажутся изломанными на границе раздела воздух – вода (карандаш в стакане с водой) в). глубина воды в водоеме кажется нам меньше действительной глубины, г). мы видим Солнце и звезды выше их истинного положения на небе.

12. Явление полного (внутреннего) отражения заключается в том, что при переходе луча из среды оптически более плотной, в среду оптически менее плотную (например, из стекла в воздух) при определенном угле падения α₀ , угол преломления равен 90⁰ и преломленный луч скользит по границе раздела двух сред, а падающий луч полностью отражается. Следовательно, при определенном угле падения (предельном угле) α>α₀ преломление света невозможно.

13. Применение явление полного (внутреннего) отражения. Явление полного (внутреннего) отражения используется в волоконной оптике для передачи света и изображения по пучкам прозрачных гибких волокон – световодов (стеклянное волокно цилиндрической формы, покрытое оболочкой из прозрачного материала с меньшим, чем у волокна, показателем преломления.)

14. Линза – это прозрачное тело ограниченное двумя сферическими поверхностями.

15.Собирающие линзы (выпуклые) - у которых середина шире, чем края.

16.Рассеивающие линзы (вогнутые) – у которых края шире середины.

17.Оптическая сила линзы (D) — величина, обратная фокусному расстоянию линзы. У собирающих линз оптическая сила поло­жительна, а у рассеивающих - отрицательна.

18. Глаз – дает действительное, уменьшенное, перевернутое изображение

19. Аккомодация – способность глаза приспосабливаться к видению как на близком, так и на далеком расстоянии. Предел аккомодации наступает, когда предмет находится на расстоянии 12,5 см от глаза.

20. Расстояние наилучшего зрения (видения) для нормального глаза равно 25см.

21. Дальнозоркий глаз – фокус лежит за сетчаткой ( для коррекции зрения используют собирающую линзу)

22. Близорукий глаз – фокус лежит внутри глаза, перед сетчаткой(для коррекции зрения используют рассеивающую линзу)