и1.Законы геометрической оптики.Их обоснование с точки зрения теории Гюйгенса.

Oптика – наука о природе света и явлений, связанных с распространением и взаимодействием света. Впервые оптика, была сформулирована в сер.17в.Ньютоном и Гюйгенсом. Ими были сформулированы законы геометрической оптики:1). Закон прямолинейного распространения света – свет распространяется в виде лучей, доказательством чего является образование резкой тени на экране, если на пути световых лучей находится непрозрачная преграда. Доказательством является и образование полутени.

2).закон независимости световых пучков – если световые потоки от двух независимых

источников пересекаются, они друг друга не возмущают.

3). Закон отражения света – если световой поток падает на границу раздела двух сред, то он может испытать отражение, преломление. При этом луч падающий, отраженный, преломлённый и нормаль лежат в одной плоскости. А угол падения равен углу отражения.

4).синус угла падения относится к синусу угла отражения относятся также как показатели отношения преломления двух сред. Принцип Гюйгенса:если свет – это волна, то от источника света распространяется волновой фронт, а каждая точка волнового фронта в данный момент времени являются источником вторичных волн, огибающая вторичных волн представляет новый фронт волн.

Первый закон Ньютон обьяснил из сох

Ранения импульса 2-ой з-н динамики, а

Гюйгенс не смог его объяснить. t

2-ой закон:Гюйгенс:две несогласованные волны не возмущают друг друга

Ньютон: не смог: столкновение частиц – возмущение.

3-ий з-н:Ньютон: объяснил как и з-н сохранения импульса

4-ый з-н.

af-фронт пеломлённой волны.

В 19 веке появляются ряд работ:Френеля, Юнга, которые док-ют, что свет это волна.В сер.19 века была создана теория электромагнитное поле Максвела, согласно теории, что эти волны являются поперечными и только свет волны испытывает на себе явление поляризации .

Полное внутреннее отражение.

2. Линзы. Вывод формулы линзы. Построение изображений в линзе. Линзы

Линза представляет собой обычно стеклянное тело, ограниченное с двух сторон сферическими поверхностями; в частном случае одна из поверхностей линзы может быть плоскостью, которую можно рассматривать как сферическую поверхность бесконечно большого радиуса. Линзы могут быть изготовлены не только из стекла, но и из любого прозрачного вещества (кварц, каменная соль и тд.). Поверхности линз могут быть также более сложной формы, например цилиндрические, параболические.

Точка О оптический центр линзы.

О₁О₂ толщина линзы.

С₁ и С₂ – центры ограничивающих линзу сферических поверхностей.

Всякая прямая проходящая через оптический центр называется оптической осью линзы. Та из осей, которая проходит через центры обеих преломляющих поверхностей линзы наз. главной оптической осью. Остальные – побочными осями.

Вывод формулы линзы

; ; ; ;

EG=KA+AO+OB+BL;KA=h²/S₁; BL= h²/S_2;

EG=h²/r₁+h²/r₂+ h²/S₁+ h²/S₂=U₁/U₂; U₁=c/n₁; U₂=c/n₂

(h²/r₁+h²/r₂)=1/S₁+1/r₁+1/S₂+1/r₂=n₂/n₁(1/r₁+1/r₂);

1/S₁+1/S₂=(n₂/n₁-1)(1/r₁+1/r₂);

1/d+1/f=1/F=(n₂/n₁-1)(1/r₁+1/r₂);

r₁,r₂>0 - выпуклая

r₁,r₂<0 – вогнутая

d=x₁+F; f =x₂+F;x₁x₂=F²;

Построение изображений в линзе

3.Интерференция света. Амплитуда при интерференции. Расчет интерференционной картины в опыте Юнга.

Интерференция света – это явление наложения волн от двух или нескольких когерентных источников, в результате которых происходит перераспределение энергии этих волн в пространстве. В области перекрытия волн колебания налагаются друг на друга, происходит сложение волн , в результате чего колебания в одних местах получаются более сильные , а в других- более слабые . В каждой точке среды результирующее колебание будет суммой всех колебаний, дошедших до данной точки. Результирующее колебание в каждой точке среды имеет постоянную во времени амплитуду , зависящую от расстояний точки среды от источников колебаний. Такого рода сложение колебаний называется интерференцией от когерентных источников.

Возьмем точечный источник S , от которого распространяется сферическая волна. На пути волны поставлена преграда с двумя точечными отверстиями s1 и s2, расположенных симметрично по отношению к источнику S. Отверстия s1 и s2 колеблются с одинаковой амплитудой и в одинаковых фазах, т.к. их расстояния от

источника S одинаковы. Справа от преграды будут распространяться две сферические волны, и в каждой точке среды колебание возникнет в результате сложения этих двух волн. Рассмотрим результат сложения в некоторой точке А, которая отстоит от источников s1 и s2 соответственно на расстоянии r1 и r2 .Колебания источников s1 и s2

имеющие одинаковые фазы, можно представить в виде:

Тогда колебания, дошедшие до точки А соответственно от источников s1 и s2 : , где -частота колебаний. Разность фаз слагаемых колебаний в точке А будет . Амплитуда результирующего колебания зависит от разности фаз: если разность фаз =0 или кратна 2(разность хода лучей =0 или целому числу длин волн), то амплитуда имеет максимальное значение :А=А1+А2. Если разность фаз = нечетном числу (разность хода лучей = нечетному числу полуволн), то амплитуда имеет минимальное значение, равное разности слагемых амплитуд.

Схема осуществления интерференции света по методу Юнга . Источником света служит ярко освещенная узкая щель S в экране А1 . Свет от нее падает на второй непрозрачный экран А2 , в котором имеются две одинаковые узкие щели S1 и S 2 , параллельные S. В пространстве за экраном А2 распространяются 2 сис-мы

цилиндрических волн, интерференция которых наблюдается на экране Э. Видимость интерференционных полос при небольших разностях хода определяется степенью согласованности протекания колебаний в точках щелей S1 и S 2 , которые можно рассматривать в качестве “источников ” интерферирующих на экран волн.

;

d<<l x<<l -координата максимума