Тема 4. Основы оптики и её применение в медицине

1. На рис. 1 графически представлены законы геометрической оптики.

1.1. На рис. 1 представлены законы отражения и преломления света на границе двух сред. Закон отражения гласит, что луч падающий, луч отражённый и нормаль, восстановленная в точку падения луча на границе двух сред, лежат в одной плоскости, а угол падения равен углу отражения. Закон преломления гласит, что луч падающий, луч преломлённый и нормаль, восстановленная в точку падения луча на границе двух сред, лежат в одной плоскости, отношение синуса угла падения к синусу угла преломления - есть величина постоянная для данных двух сред: .

1.2. Абсолютный показатель преломления характеризует оптическую плотность среды. Он показывает, во сколько раз сколько раз скорость света в вакууме ( ) больше, чем скорость света в данной среде ( ): . 1.3. Это отношение абсолютных показателей двух сред:

2. На рис.2 представлена схема явления, которое применяется в медицине.

2.1. На рис.2 представлено явление полного внутреннего отражения. 2.2. Это явление наблюдается при переходе света из более оптически плотной среды в менее оптически плотную среду (т.е. ). В таком случае угол преломления больше угла падения. Предельный угол полного внутреннего отражения – это угол падения луча, при котором угол преломления равен 90 градусов, т.е. свет скользит по границе раздела двух сред. При дальнейшем увеличении угла падения свет во вторую среду не попадает, т.е. происходит полное внутреннее отражение.

2.3. Полное внутреннее отражение применяется при создании эндоскопов. Для этого применяют специальные волокна – световоды, у которых внутренняя часть имеет больший показатель преломления, чем оболочка. По этим световодам свет, подвергаясь многократно полному внутреннему отражению, без потери интенсивности достигает внутренних полостей.Также явление полного внутреннего отражения лежит в основе принципа работы рефрактометра – прибора для определения концентрации растворов по показателю их преломления.

3 . На рис. 3 представлены два вида линз.

3.1. Собирающая линза падающий на неё пучок параллельных лучей

собирает в одну точку на главной оптической оси, которая называется

фокусом. Собирающая линза имеет два фокуса.

Рассеивающая линза падающий на неё пучок параллельных лучей

рассеивает. Продолжения этих лучей собираются в переднем,

единственном фокусе линзы.

3.2. Дайте определения понятиям:

- главная оптическая ось линзы – линия, соединяющая центры

сфер, ограничивающих её поверхность.

- фокус линзы- точка на главной оптической оси, в которую

собираются лучи после преломления в линзе.

- фокусное расстояние ( ) – расстояние от оптического центра линзы до фокуса.

- оптическая сила линзы - величина, обратная фокусному расстоянию линзы: .

3.3. Оптическая сила линзы показывает, насколько сильно линза преломляет свет. Она зависит от показателя преломления линзы ( ), показателя преломления среды, в которой находится линза, ( ) и от радиусов сферических поверхностей, ограничивающих линзу ( ): .