Билет №2 Законы геометрической оптики. Светодиоды.

Геометрическая оптика - это раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах и отражения света от зеркальных или полупрозрачных поверхностей. Основные законы геометрической оптики известны ещё с древних времен. Так, Платон (430 г. до н.э.) установил закон прямолинейного распространения света. В трактатах Евклида формулируется закон прямолинейного распространения света и закон равенства углов падения и отражения. Аристотель и Птолемей изучали преломление света. Но точных формулировок этих законов геометрической оптики греческим философам найти не удалось.

Геометрическая оптика является предельным случаем волновой оптики, когда длина световой волны стремится к нулю. Простейшие оптические явления, например возникновение теней и получение изображений в оптических приборах, могут быть поняты в рамках геометрической оптики.

В основу формального построения геометрической оптики положено четыре закона, установленных опытным путем:

закон прямолинейного распространения света (свет в оптически однородной среде распространяется прямолинейно).

закон независимости световых лучей (эффект, производимый отдельным пучком, не зависит от того, действуют ли одновременно остальные пучки или они устранены).

закон отражения (угол падения равен углу отражения).

закон преломления света (луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, проведенный к границе раздела в точке падения, лежат в одной плоскости).

Светодио́д или светоизлучающий— полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом или контактом металл-полупроводник, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его спектральные характеристики зависят в том числе от химического состава использованных в нём полупроводников.

Светодиоды способны излучать не только оранжевый, но и красный, желтый, зеленый и даже синий свет, они миниатюрны и могут работать при небольших напряжениях. Не потому ли они и потеснили неоновые лампочки-индикаторы в электросети. Как правило, светодиоды включают в цепи постоянного тока. В электросети же он, как известно, переменный. Поэтому при их использовании необходимо ограничить ток, протекающий через светодиоды, и защитить от обратного напряжения, поскольку этот показатель для светодиодов обычно мал (порядка 2 В), а подчас и вовсе не нормирован.

Билет №3 Линза. Построение изображения в линзах.

Линза представляет собой прозрачное тело, ограниченное двумя гладкими выпуклыми или вогнутыми поверхностями (одна из них может быть плоской). Чаще всего поверхности линзы делают сферическими, а саму линзу изготовляют из специальных сортов стекла, например флинтгласа, или других веществ с подходящим Показателем преломления. Линзы подразделяются на выпуклые, которые толще к середине, и вогнутые, которые к середине тоньше.

Линзы бывают собирающие и рассеивающие. У собирающей линзы толщина в центре больше толщины по краям, а у рассеивающей – наоборот.

Тонкой линзой называется линза, толщина которой намного меньше радиусов кривизны ее поверхностей. Тонкую линзу можно считать плоскостью. Точка пересечения тонкой линзы с линией, соединяющей центры ее сферических поверхностей, называется оптическим центром линзы.

Любая прямая, проходящая через оптический центр, называется оптической осью линзы, при этом прямая проходящая через центры кривизны поверхностей линзы называется главной оптической осью, а все остальные – побочными. Луч, идущий вдоль какой-либо оптической оси, не меняет своего направления при прохождении линзы.

Основные элементы линзы:

1.Главная оптическая ось-прямая, проходящая через центры сферических поверхностей линзы.

2.Оптический центр – пересечение главной оптической оси с линзой.

3.Фокус (F) – точка, в которой собираются после преломления все лучи, падающие на линзу, параллельно главной оптической оси.

4.Фокусное расстояние (f)- расстояние от линзы до ее фокуса.[f] = м

5.Оптическая сила линзы (D) – величина, обратная фокусному расстоянию. D= ,

[D] = дптр.

6.Фокальная плоскость – плоскость, проведенная через фокус перпендикулярно главной оптической оси.