1.законы отражения и преломления.Законы отражения света

1) Падающий луч, отражающий луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.

2) Угол отражения γ равен углу падения α: γ = α

З акон пpеломления. Отношение синуса угла падения к синусу угла пpеломления для монохpоматического света есть величина вполне опpеделенная, не зависящая от угла падения. Это отношение называется показателем пpеломления сpеды.

На границе раздела двух различных сред, если эта граница раздела значительно превышает длину волны, происходит изменение направления распространения света: часть световой энергии возвращается в первую среду, то есть отражается, а часть проникает во вторую среду и при этом преломляется. Луч АО носит название падающий луч, а луч OD – отраженный луч (см. рис. 1.3). Взаимное расположение этих лучей определяют законы отражения и преломления света.

2.полное внутреннее отражение.волоконная оптика.приминение..Полное внутреннее отражение отражение оптического излучения (света) или электромагнитного излучения другого диапазона (например, радиоволн) при его падении на границу раздела двух прозрачных сред из среды с большим преломления показателем (ПП). П. в. о. осуществляется, когда угол падения i превосходит некоторый предельный (называется также критическим) угол i_пр. При i > i_np преломление во вторую среду прекращается.

Волоконная оптика — под этим термином понимают

-раздел оптики, который изучает физические явления, возникающие и протекающие в оптических волокнах, либо

-продукцию отраслей точного машиностроения, имеющую в своём составе компоненты на основе оптических волокон.

3.Линзы. Линза (нем. Linse, от лат. lens — чечевица) — деталь из оптически (и не только, линзы также применяются в СВЧ технике, и там обычно состоят из непрозрачных диэлектриков или набора металлических пластин) прозрачного однородного материала, ограниченная двумя полированными преломляющими поверхностями вращения, например, сферическими или плоской и сферической. В настоящее время всё чаще применяются и «асферические линзы», форма поверхности которых отличается от сферы. В качестве материала линз обычно используются оптические материалы, такие как стекло, оптическое стекло, оптически прозрачные пластмассы и другие материалы.

Линзами также называют и другие оптические приборы и явления, которые создают сходный оптический эффект, не обладая указанными внешними характеристиками.

Виды линз:

Собирающие: 1 — двояковыпуклая .2 — плоско-выпуклая. 3 — вогнуто-выпуклая (положительный(выпуклый) мениск) Рассеивающие: 4 — двояковогнутая 5 — плоско-вогнутая. 6 — выпукло-вогнутая (отрицательный(вогнутый) мениск)

Вопрос 4

Согласно корпускулярной теории (теории истечения), свет представляет собой поток частиц (корпускул), испускаемых светящимися телами и летящих по прямолинейным траекториям. Движение световых корпускул Ньютон подчинил сформулированным им законам механики. Так, отражение света понималось аналогично отражению упругого шарика при ударе о плоскость, где также соблюдается закон равенства углов падения и отражения. Преломление света Ньютон объяснял притяжением корпускул преломляющей средой, в результате чего скорость корпускул меняется при переходе из одной среды в другую. Из теории Ньютона следовало постоянство синуса угла падения i₁, к синусу угла преломления i₂:

 (170.1)

 где с - скорость распространения света в вакууме, v - скорость распространения света в среде. Так как n в среде всегда больше единицы, то, по теории Ньютона, v > с, т. е. скорость распространения света в среде должна быть всегда больше скорости его распространения в вакууме.

Согласно волновой теории, развитой на основе аналогии оптических и акустических явлений, свет представляет собой упругую волну, распространяющуюся в особой среде - эфире. Эфир заполняет все мировое пространство, пронизывает все тела и обладает механическими свойствами - упругостью и плотностью. Согласно Гюйгенсу, большая скорость распространения света обусловлена особыми свойствами эфира.

Волновая теория основывается на принципе Гюйгенса: каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени. Напомним, что волновым фронтом называется геометрическое место точек, до которых доходят колебания к моменту времени t. Принцип Гюйгенса позволяет анализировать распространение света и вывести законы отражения и преломления.

5.интерференция света.когерентность и монохроматичность..Интерференция света — нелинейное сложение интенсивностей двух или нескольких световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной. При интерференции света происходит перераспределение энергии в пространстве.

называют когерентными, если разность их фаз ϕ 1 - ϕ 2, не зависит от времени.

Монохроматическая волна — строго гармоническая (синусоидальная) волна с постоянными во времени частотой, амплитудой и начальной фазой.

Условие интерференционного максимума (светлая область):

∆ = ±mλ, условие интерференционного минимума (темная область): ∆ = ±(2 m + 1) λ/2, где m = 0, 1, 2, ...

Вопрос 6

Оптическая разность хода

 ,

где Δ – оптическая разность хода двух лучей в точке А (м); n₁ и n₂ – абсолютные показатели преломления двух сред соответственно, табличные величины; r₁ и r₂ – расстояния от источников лучей S₁ и S₂ до точки А (м) (рис. 1).

Разность |r₁ - r₂| называют геометрической разностью хода.

 ,

г де φ₁ - φ₂ – разность фаз колебаний (рад); Δ – оптическая разность хода двух лучей (м); λ – длина волны (м).