3.Відбивання та заломлення світла та їх закони.

Закони відбивання: 1) відбитий промінь лежить в одній площині з падаючим променем і перпендикуляром, проведеним до межі поділу двох середовищ у точці падіння; 2) кут відбивання дорівнює куту падіння :

Закони заломлення: 1) падаючий промінь, заломлений промінь і перпендикуляр, проведений до межі поділу в точці падіння, лежать в одній площині; 2) відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення дорівнює відносному показнику заломлення:

4. Закон проходження світла крізь сферичну поверхню. Формула Лаплпса. Формула тонкої лінзи.

Преломление на сферической поверхности. Закон Снеллиуса для преломления в точке P1 в параксиальном приближении имеет вид (1). Углы наклона падающего и преломленного в точке Р1 лучей удовлетворяют соотношениям которые позволяют представить (1) в виде (2) где для сохранения единства обозначений положено Принимая во внимание, что (параксиальное приближение), вместо (2) получаем

Соотношение позволяет найти угол наклона преломленного луча , если известны угол наклона падающего луча и расстояние x1 от оси до точки падения. Расстояние для преломленного луча в точке P1 равно, очевидно Уравнение Лапласа — уравнение в частных производных. В трёхмерном пространстве уравнение Лапласа записывается так:

и является частным случаем уравнения Гельмгольца. Уравнение рассматривают также в двумерном и одномерном пространстве. В двумерном пространстве уравнение Лапласа записывается:

Тонкие линзы. Формула выражает фокусное расстояние линзы через показатель преломления материала линзы и ее геометрические параметры

Тонкими линзами по определению называются такие, для которых можно пренебречь третьим членом в квадратных скобках .Для тонких линз третий член в квадратных скобках должен быть много меньше каждого из двух первых членов. Поскольку имеет порядок единицы, заключаем, что толщина линзы должна быть много меньше каждого из радиусов кривизны поверхностей линзы, т. е.

5.Інтерференція світлових хвиль. Принцип суперпозиції. Когерентні джерела світла. Дзеркала Френеля. Опит Юнга.

Інтерференція – це накладання двох або кількох світлових хвиль, що призводить до посилення й послаблення світла на певних ділянках. Для спостереження інтерференції необхідне накладання когерентних хвиль, тобто таких, які мають однакові довжину й частоту. Для одержання таких хвиль використовують поділ пучка світла з одного джерела на два пучки. Після проходження світла через об’єкт, який розділяє пучок, одержуємо дві окремі когерентні електромагнітні хвилі. Дзеркала Френеля (fresnel mirrors), або Бідзеркала Френеля — оптичний прилад, запропонований в 1816 році О. Ж. Френелем [1] для спостереження явища інтерференції когерентнихсвітлових хвиль. Даний прилад складається з двох плоских дзеркал Z1 та Z2, розміщених під кутом одне до одного. Цей кут відрізняється від 180° всього на декілька кутових хвилин . При освітленні дзеркал від джерела S, відображені від дзеркал промені, можна розглядати як два когерентні джерела світла S1 та S2, які є віртуальними зображеннями S. В просторі, де промені перекриваються, виникає інтерференція. Якщо джерело S лінійне (щілина) та паралельне до ребра «пересікання» цих дзеркал, то при їх освітленні монохроматичним світлом, виникає інтерференційна картина у вигляді паралельних до щілини еквідистантних світлих та темних смуг. Цю картину можна спостерігати на екрані E, який може бути встановленим на любій відстані в області перекриття світлових променів. По ширині інтерференційної смуги D можна визначити довжину хвилі світла. Дослід Юнга.У цьому досліді Юнг потік світла направив на непрозору пластинку з двома дуже маленькими отворами, за якою знаходився екран. Якщо дотримуватися панувала в той час корпускулярної теорії світла, то на екрані він повинен був побачити дві крапки, що світяться. Замість цього на екрані він побачив чергуються світлі й темні смуги. Причому найяскравіша з них перебувала на екрані посередині між отворами на перегородці, чого бути взагалі не повинно. Юнг пояснив виникнення смуг явищем інтерференції світла.