1.Предмет оптики и эволюция представлений о природе света.

Оптика- раздел физики, изучающий свойства и физическую природу света, а так же его взаимодействие с веществом. Под светом понимают не только видимый свет, но и примыкающие к нему широкие области спектра электромагнитного излучения -инфокрасную и ультрофиалетоваю. Различные участки спектра электромагнитного излучения отличаются друг от друга длинной волны и частотой- величинами, характерезующиеми не только волновые, но и квантовые свойства электромагнитного излучения. Электромагнитный спектр принято делить на радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучения. Эти участки спектра различаются по способо генерации и приема злучения. Поэтому между ними нет резких переходов, а границы между ними условны. Практическое значение оптики и её влияние на другие отрасли знания исключительно велики. Изобретение телескопа и спектроскопа, микроскопа и т.д. Область явления теснейшим образом связаны с явлениями, изучаемыми в других разделах физики, а оптические методы исследования относятся к наиболее тонким и точным.

Первые представления о природе света возникли у древних греков и египтян. По мере изобретения и совершенствования различных оптических приборов (параболического зеркала, микроскопа, зрительной трубы) эти представления развивались и трансформировались. В конце XVII века возникли две теории света: корпускулярная (И. Ньютон) и волновая (Р. Гук и Х. Гюйгенс). Согласно корпускулярной теории, свет представляет собой поток частиц (корпускул), испускаемых светящимися телами. Ньютон считал, что движение световых корпускул подчиняется законам механики. Так, отражение света понималось аналогично отражению упругого шарика от плоскости. Преломление света объяснялось изменением скорости корпускул при переходе из одной среды в другую. Волновая теория, в отличие от корпускулярной, рассматривала свет как волновой процесс, подобный механическим волнам. В основу волновой теории был положен принцип Гюйгенса, согласно которому каждая точка, до которой доходит волна, становится центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени. Под волновым фронтом Гюйгенс понимал геометрическое место точек, до которых одновременно доходит волновое возмущение. В 60-е годы XIX века Максвеллом были установлены общие законы электромагнитного поля, которые привели его к заключению, что свет – это электромагнитные волны. Важным подтверждением такой точки зрения послужило совпадение скорости света в вакууме с электродинамической постоянной.

2. Геометрическая оптика. Законы геометрической оптики.

1. Закон прямолинейного распространения света

2. Закон независимости световых пучков

3. закон отражения

4. закон преломления света

Согласно закону (1) свет в прозрачной однородной среде распространяется по прямым линиям. Опытным док-вом этого закона могут служить резкие тени, отбрасываемые непрозрачным телами, освещаемыми точечными источниками света, т.е. источниками, размеры которых весьма малы по сравнению с размерами освещаемого тела и расстоянием до него.

закон (2) состоит в том, что распространение всякого светового пучка в среде совершенно не зависит от того, есть в ней другие пучки или нет. Световой пучок, прошедший через какую-либо область пространства, выходит из неё одним и тем же, независимо от того, заполнена она другим светом или не заполнена.

Освещенность экрана, создаваемая несколькими световыми пучками, равна сумме освещенностей, создаваемых каждым пучком в отдельности. Нарушение справедливости этого утверждения имеет место в явлениях интерференции света.

закон (3) утверждает, что падающий и отраженный лучи лежит в одной плоскости с нормалью к границе раздела в точке падения(эта плоскость называется плоскостью падения) причем угол падения равен углу отражения. закон отражения был известен еще грекам

закон (4) приломленный луч лежит в плоскости падения, причем отношение синуса угла падения к синусу угла приломления для рассматривемых сред зависит только от длины световой волны, но не зависит от угла падения т.е. - коэффициент приломления второй среды относительно первой.