- •Лабораторна робота Опт.1
- •Основні теоретичні відомості
- •Принцип дії мікроскопа
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання і завдання
- •Лабораторна робота Опт.2
- •Основні теоретичні відомості
- •Опис рефрактометра
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання і завдання
- •Лабораторна робота Опт. 3
- •Основні теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання і завдання
- •Лабораторна робота Опт.4
- •Основні теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання і завдання
- •Лабораторна робота Опт.5
- •Основні теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота Опт.6
- •Основні теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота Опт.7
- •Опис лабораторної установки
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання і завдання
- •Лабораторна робота Опт.8
- •Опис лабораторної установки
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання і завдання
- •Розділ і. Геометрична оптика Теоретичні відомості
- •Розділ іі. Хвильова оптика Теоретичні відомості
- •1. Інтерференція світла Теоретичні відомості
- •2. Дифракція світла Теоретичні відомості
- •3. Поляризація світла Теоретичні відомості
- •Література
Контрольні запитання і завдання
1. Що являє собою електромагнітна хвиля?
2. Який промінь називають поляризованим, плоскополяризованим?
3. Що називається площиною поляризації?
4. У чому полягає явище подвійного променезаломлення?
5. Чим відрізняються звичайний та незвичайний промені?
6. Поясніть хід променів у призмі Ніколя.
7. Що називається оптичною віссю кристала?
8. Сформулюйте закон Брюстера.
9. У чому полягає явище оптичної активності?
10. Поясніть оптичну схему поляриметра, сформулюйте закон Малюса.
Література:[1,§8.1–8.5; 2,§191–196; 3,§134–141].
Розділ і. Геометрична оптика Теоретичні відомості
Оптика розділ фізики, в якому вивчаються властивості, фізична природа світла та його взаємодія з речовиною. Поняття світла охоплює не тільки видиме світло, а й прилеглі до нього широкі ділянки спектра електромагнітних хвильінфрачервоне та ультрафіолетове випромінювання. Сучасна оптика вивчає ділянку спектра від м’якого рентгенівського випромінювання до радіохвиль міліметрового діапазону.
Найпростіші оптичні явища, такі як утворення тіні та зображення в оптичних приладах, можна пояснити законами геометричної оптики. Геометрична оптика має свою термінологію, понятійний апарат і базується на чотирьох основних законах, які були виведені дослідним шляхом.
1. Закон прямолінійного поширення світла.Світло в прозорому однорідному середовищі поширюється прямолінійно. На основі цього закону звичайно пояснюють виникнення тіней і півтіней, явища сонячного і місячного затемнень.
2. Закон незалежності світлових пучків.Цей закон полягає в тому, що поширення будь-якого світлового пучка в середовищі не залежить від того, чи є в цьому середовищі інші світлові пучки.
3. Закон відбивання.Падаючий і відбитий промені лежать в одній площині з перпендикуляром, проведеним в точку падіння, а кут падіння і дорівнює куту відбивання і(рис. 1).
4. Закон заломлення світла.Падаючий і заломлений промені лежать в одній площині з перепендикуляром, проведеним в точку падіння, а відношення синуса кута падіння і до синуса кута заломлення r для двох оптичних середовищ є величиною, яка залежить тільки від довжини світлової хвилі. Ця величина називаєтьсявідносним показником заломленнядругого середовища відносно першого і позначається n21:
, ( 1)
де n1, n2абсолютні показники заломлення відповідно першого і другого середовищ (див. рис. 1).
Фізичний зміст абсолютного показника заломлення полягає в тому, що він показує, в скільки разів зменшується швидкість поширення світла при переході з вакууму в середовище внаслідок взаємодії електромагнітної світлової хвилі з речовиною:
, ( 2 )
де с швидкість світла у вакуумі (с = 3108 м/с); vшвидкість світла в оптично прозорому середовищі. З формули (2) видно, що n>1, бо завжди с>v. Показник заломлення n є важливою характеристикою речовини.
До найпростіших оптичних приладів, зображення в яких можуть бути пояснені законами геометричної оптики, належать зорова труба, мікроскоп, лупа, око. Основним елементом оптичних систем є лінза.
Лінза це прозоре тіло, яке обмежене двома поверхнями (найчастіше сферичними). Формула тонкої лінзи, тобто такої лінзи, товщина якого мала порівняно з радіусами кривизни її поверхонь, має вигляд
, (3)
де а і b відстані від оптичногоцентра лінзи(точка, проходячи яку, промені не змінюють напрямку поширення) відповідно до предмета і зображення; nл, nс абсолютні показники заломлення лінзи і середовища; R1, R2радіуси кривизни сферичних поверхонь лінзи.
Пучок світла, що проходить паралельно головній оптичній осі(пряма лінія, що проходить через точку Соптичний центр кривизни сферичних поверхонь лінз), збирається лінзою Л уголовному фокусіF (рис. 2). Відстань CF = f називаєтьсяфокусною відстанню лінзи. Через фокус F перпендикулярно до головної оптичної осі проходитьфокальна площинаФП лінзи. Величина D = 1 / f називаєтьсяоптичною силоюлінзи і виражається в діоптріях (1 дптр = 1 м1). Для збиральної лінзи D>0. Одна й та сама лінза може бути як збиральною, так і розсіювальною, залежно від значень відношення nл. / nс. Так, двоопукла лінза () може бути розсіювальною, якщо nл. < nс.
Величина / f називаєтьсявідносним отворомлінзи і часто вказується на оправах об’єктивів (діаметр відкритої частини лінзи).
Освітленість зображення визначається світлосилою лінзи (/ f )2. Чим більша світлосила лінзи, тим більше світла потрапляє на площину одержаного зображення. Для мікроскопів, фотоапаратів, телескопів важливо мати об’єктиви якомога більшої світлосили.