4.Геометриялық оптиканың негізгі заңдары;

микроскоптағы сәулелер жолын түсіндір

Толқын ұзындықтардың шектеулігі ескерілмейтін оптика бөлімі сәулелік немесе геометриялық оптика деп аталады.

Геометриялық оптиканың негізгі қағидалары

Геометриялық оптика жалпы жарық жайындағы ілімнің техникалық маңызы зор саласы болып табылады. Оптиканың бұл саласында жарық сәулесі деген ұғым пайдаланылып жарықтың әртүрлі мөлдір ортада таралу құбылыстары қарастырылады. Сонда жарық сәулесі деп бойымен жарық энергиясы тасымалданатын геометриялық сызық ұғылады, ал жарықтың табиғаты ескерілмейді. Мәселе тәжірибе жүзінде тағайындалған сәулелік оптика заңдары делінетін қағидаларға негізделіп қарастырылады.

Геометриялық оптика негізіне алынған заңдар

Жарықтың түзу сызықты таралу заңы: жарық сәулелері біртекті ортада түзу сызық бойымен таралады. Күннің, айдың тұтылуларын бақылау, көлеңкелердің пайда болуы жарықтың түзу сызықты таралатындығын көрсетеді. Жарықтың түзу сызықты таралу заңы геометриялық оптикада негізгі заң болып табылады. Бірақ бұл заңның сәулелер бөгеуші қалқалардың (экранның) жақын маңайынан өткен жағдайда орындалмайтындығы тәжірибеде байқалды.

жарық шоқтарының тәуелсіздік заңы: жарықтың бір шоғының әсері басқа шоқтарының әсерлеріне тәуелді емес, яғни жарықтың жеке сәулелері мен шоқтары бір-бірімен түйіскенде, қиылысқанда бір-біріне ықпалын тигізбейді.

Шындығында, кейбір жағдайларда кескіннің нүктелеріндегі жарықталудың қайта үлестірілуін туғызатын интерференция құбылысы орын алады. Интерференция физикалық оптикада қарастырылады. Бірақ кескіннің түзілу теориясында интерференцияның маңызды мәні бар, өйткені ол шашырау дағындағы жарық энергиясының үлестірілуін түсіндіреді; бұл өз кезегінде кескін сапасы жайында қорытынды жасауға мүмкіндік береді.

Демек, бұл заң когерент емес жарық шоқтары үшін дұрыс орындалады.

Жарықтың шағылу заңы: бетке түскен сәуле, одан шағылған сәуле және сол бетке сәуленің түсу нүктесі арқылы жүргізілген нормаль бір жазықтықта жатады; шағылу бұрышы түсу бұрышына тең:

α=α₁ (4.1)

Жарықтың сыну заңы: түскен сәуле, сынған сәуле және түсу нүктесі арқылы екі ортаның шекара бетіне жүргізілген нормаль бір жазықтықта жатады; түсу бұрышы синусының сыну бұрышы синусына қатынасы берілген екі орта үшін тұрақты шама болады:

,

мұндағы n₂₁- екінші ортаның бірінші ортаға қатысты сыну көрсеткіші, ол шекарасынан жарық өтетін орталардың қасиеттеріне тәуелді, α мен β бұрыштарының үлкен – кішілігіне байланысты емес.

Жарықтың осылай тұжырымдалған сыну заңы жарық бір изотроп ортадан екінші изотроп ортаға өткенде ғана орындалады.

Ферма принципі былай тұжырымдалады: жарық оптикалық ұзындығы экстремаль, яғни ол барлық мүмкіндіктердің ішінен не минимум, не максимум, не стационарлық болатын жол бойынша таралады. оптикалық жол ұзындығы ортаның сыну көрсеткішінің берілген ортадағы жарық сәулесінің геометриялық ұзындығына көбейтіндісіне тең екендігі белгілі. Осы көбейтінді сәуленің келтірілген ұзындығы деп те аталады.

Микроскоп - кіші объектілердің ұлғайтылған бейнелерін алу үшін қолданылатын құрал. 2.3-суретте микроскоптың (жалпы) принциптік оптикалық схемасы және МБУ-4 микроскоптың жалпы түрі келтірілген.

Микроскоптың оптикалық схемасының негізгі бөліктері- бір-біріне қатысты орналасу қашықтықтары олардың фокустарының қашықтықтарына қарағанда әлдеқайда көп болатын қысқа фокусты объектив пен окуляр.

Объективтің алдыңғы фокусына таяу орналасқан нәрсенің кескіні шын, кері және ұлғайған болып табылады. Кескін, лупамен қарағандағыдай окуляр арқылы қаралады. Бақылаушы үшін окулярда бұл кескін ұлғайған, жорамал және тура болып көрінеді. Негізінде, микроскоп нәрсеге қатысты, ең жақсы көрінетін D=25см аралықта, кері кескінді береді.

Микроскоптың негізгі механикалық бөліктері: оның негізі 1, тубусты ұстап тұратын тетік 9, объектив 4 және окуляры 6 бар тубус 5, зат қойылатын орындықша 3, зерттелінетін объектіге жарықты бағыттайтын айна 2.

Микроскопты фокустау дөрекі 7 және микрометрлік механизм 8 көмегімен тубусты жылжыту арқылы іске асырылады. Микрометрлік механизм барабанының 50 бөлігі бар. Бөліктің құны 0,002 мм. Микромеханизмде тубустың жүрісін 20-25 маховичок айналымына тежейтін (шектейтін) тетік болатынын естен шығармау керек