90. Дисперсия света

Дисперсия – зависимость показателя преломления от длины волны или зависимость волны от частоты. Все явления, связанные с зависимостью преломления от свойств света относятся к дисперсии.

Следствием дисперсии является разложение белого света в спектр при прохождении через призму.

Процессы, проходящие в прозрачной среде описываются дисперсной формулой:

где – длина первичной волны; - длина волны, соответствующей частоте колебаний электронов; k= const для данного вещества.

Когда с уменьшением длины волны происходит возрастание показателя преломления, наблюдается нормальная дисперсия; если нет – аномальная.

Например, если через призму пропустить пучок белого света, на выходе возникает спектр.

Разный свет имеет наибольшую длину волны, наименьший (который преломляется) будет отклоняться призмой меньше всего. Далее идут лучи остальных цветов, т.е. происходит разложение белого света на составляющие.

91. Спектральный анализ.

Его проводят для идентификации химических элементов по их спектрам излучения.

Основным элементом спектроскопа является призма и ее основной характеристикой является разрешающая способность (возможность разделения излучения по длинам волн). Чем больше интервал разделения, тем больше разрешающая способность.

Для веществ характерно 3 основных вида спектров:

1. Сплошные: цвет плавно переходит из одного состояния в другое; излучают раскаленные тела и газы.

2. Полосатые: имеют вид отдельных полос с четкой границей с 1-й стороны и различной со 2-й; излучаются молекулами.

3. Линейчатые: узкие линии отделены друг от друга темными участками; излучаются атомами.

Все эти виды являются спектрами излучения, изучение которых позволяет проводить качественный анализ; яркость отдельных линий используется для количественного анализа.

Кроме спектра излучения используют спектр поглощения, который образуется при прохождении света через вещество.

92. Тонкие линзы.

Линза – тело, обладающее определенным показателем преломления и ограниченное кривыми поверхностями, чаще сферическими.

Кривизна характеризуется радиусами R₁ и R₂. Если они велики по сравнению с толщиной линзы, то она называется тонкой.

Прямую, проходящую через оптический центр, перпендикулярно главной плоскости называют главной оптической осью. Остальные прямые, проходящие через центр – побочные оптические оси. Если луч идет // главной оптической оси, то пройдя линзу, он пройдет точку F₁ или F₂, которые называются фокусами линзы. F₁F₂ – фокусное расстояние.

Общая формула для тонкой линзы:

Величину, обратную фокусному расстоянию, называют оптической силой линзы.

D =

Измеряется в диоптриях.

93. Оптические приборы.

В этих приборах применяются линзы различного типа в различных сочетаниях.

Виды:

1. Лупы: 1 двуяковыпуклая короткофокусная линза. Рассматривают мелкие предметы.

2. Микроскоп: прибор, состоящий из 2-х оптических систем: объектива и окуляра. Применяют для увеличения изображения.

3. Зрительные трубы (бинокли, телескопы): состоят из объектива и окуляра и предназначены для рассмотрения удаленных предметов. В этом случае изображение объекта, даваемое объективом, рассматривают через окуляр наподобие линзы.

Объектив – длиннофокусная система линз или линза.

Изображения, получаемые с помощью оптических систем имеют ряд недостатков:

1. Сферическая аберрация – лучи, прошедшие через лучи и периферию линзы не собираются в одной точке. Изображение точки имеет вид небольшого кружка.

2. Хроматическая иберрация – лучи разных дли волн преломляются неодинаково и изображение точки имеет вид радужного пятна.

3. Остегматизм – зависит от угла падения лучей и нарушения подобия между предметом и изображением: у предмета появляется изогнутость.

4. Дисторсия – увеличение предмета в пределах поля зрения не одинакова.