İşıq- bunlar elektromaqnit dalğalarıdır, dalğa uzunluqları orta insan gözü üçün 400 ilə 760 nm arasındadır. Bu sərhədlər daxilində işıq deyilir görünən. Ən uzun dalğa uzunluğuna malik işıq bizə qırmızı, ən qısa dalğa uzunluğuna malik işıq isə bənövşəyi görünür. Sektorun rənglərinin növbəsini xatırlamaq asandır " üçün hər O hotnik F edir W nat, G de ilə gedir F azan. Sözün ilk hərfləri dalğa uzunluğunun (və müvafiq olaraq artan tezliyin) azalan ardıcıllığı ilə spektrin əsas rənglərinin ilk hərflərinə uyğun gəlir: " üçün qırmızı - O diapazon - F sarı - W yaşıl - G mavi - ilə mavi - F bənövşəyi." Dalğa uzunluğu qırmızıdan daha uzun olan işığa deyilir infraqırmızı. Gözlərimiz bunu hiss etmir, lakin dərimiz termal şüalanma şəklində belə dalğaları tutur. Bənövşəyi rəngdən daha qısa dalğa uzunluğuna malik olan işığa deyilir ultrabənövşəyi.
Elektromaqnit dalğaları(və xüsusilə, işıq dalğaları, və ya sadəcə işıq) məkanda və zamanda yayılan elektromaqnit sahəsidir. Elektromaqnit dalğaları eninədir - elektrik intensivliyi və maqnit induksiyası vektorları bir-birinə perpendikulyardır və dalğanın yayılma istiqamətinə perpendikulyar bir müstəvidə yerləşir. İşıq dalğaları, hər hansı digər elektromaqnit dalğaları kimi, maddədə sonlu sürətlə yayılır, bu düsturla hesablana bilər:
harada: ε və μ – maddənin dielektrik və maqnit keçiriciliyi; ε 0 və μ 0 - elektrik və maqnit sabitləri: ε 0 \u003d 8.85419 10 -12 F / m, μ 0 \u003d 1.25664 10 -6 H / m. Vakuumda işığın sürəti(harada ε = μ = 1) sabit və bərabərdir ilə= 3∙10 8 m/s, onu da düsturla hesablamaq olar:
Vakuumda işığın sürəti əsas fiziki sabitlərdən biridir. Əgər işıq hər hansı bir mühitdə yayılırsa, onun yayılma sürəti də aşağıdakı əlaqə ilə ifadə edilir:
harada: n- maddənin sınma əmsalı - fiziki kəmiyyət, bir mühitdə işığın sürətinin vakuumdakından neçə dəfə az olduğunu göstərir. Əvvəlki düsturlardan göründüyü kimi sınma indeksi aşağıdakı kimi hesablana bilər:
- İşıq enerji daşıyır.İşıq dalğaları yayıldıqda, elektromaqnit enerjisi axını yaranır.
- İşıq dalğaları atomlar və ya molekullar tərəfindən elektromaqnit şüalanmasının (fotonların) fərdi kvantları şəklində yayılır.
İşığa əlavə olaraq, elektromaqnit dalğalarının başqa növləri də var. Bundan əlavə, onlar dalğa uzunluğunun azalması (və müvafiq olaraq artan tezlik) sırasına görə sıralanır:
- radio dalğaları;
- infraqırmızı şüalanma;
- görünən işıq;
- ultrabənövşəyi radiasiya;
- rentgen şüaları;
- Qamma şüalanması.
Müdaxilə
Müdaxilə- işığın dalğa təbiətinin ən parlaq təzahürlərindən biridir. Bu sözdə işıq enerjisinin kosmosda yenidən bölüşdürülməsi ilə əlaqələndirilir ardıcıl dalğalar, yəni eyni tezlik və sabit faza fərqi olan dalğalar. Şüanın üst-üstə düşmə bölgəsində işıq intensivliyi alternativ işıq və tünd zolaqlar xarakteri daşıyır, intensivlik maksimumda daha böyük və minimumda şüa intensivliklərinin cəmindən azdır. Ağ işıqdan istifadə edərkən, müdaxilə saçaqları rənglənir müxtəlif rənglər spektr.
Müdaxiləni hesablamaq üçün konsepsiyadan istifadə olunur optik yol uzunluğu. İşığın məsafəni qət etməsinə icazə verin L refraktiv göstəricisi olan mühitdə n. Sonra onun optik yolunun uzunluğu düsturla hesablanır:
Müdaxilə üçün ən azı iki şüa üst-üstə düşməlidir. Onlar üçün hesablanır optik yol fərqi(optik uzunluq fərqi) aşağıdakı düstura görə:
Müdaxilə zamanı nə baş verdiyini müəyyən edən bu dəyərdir: minimum və ya maksimum. Aşağıdakıları yadda saxlayın: müdaxilə maksimum(işıq zolağı) fəzada aşağıdakı şərtin təmin edildiyi nöqtələrdə müşahidə olunur:
At m= 0, sıfır dərəcəli maksimum müşahidə olunur, at m= birinci sifarişin maksimumu ±1 və s. müdaxilə minimumu(tünd zolaq) aşağıdakı şərt yerinə yetirildikdə müşahidə olunur:
Bu vəziyyətdə salınımların faza fərqi:
Birinci tək nömrə (bir) ilə birinci sıranın minimumu, ikinci (üç) ilə ikinci sıranın minimumu olacaq və s. Sıfır sıralı minimum yoxdur.
Difraksiya. Difraksiya barmaqlığı
Difraksiyaölçüləri işığın dalğa uzunluğu ilə müqayisə olunan maneələrin yaxınlığından keçərkən işığın düzxətli yayılma istiqamətindən kənara çıxması hadisəsi işıq adlanır (işığın maneələr ətrafında əyilməsi). Təcrübə göstərir ki, müəyyən şərtlərdə işıq həndəsi kölgənin sahəsinə daxil ola bilər (yəni olmamalı olduğu yerdə). Paralel işıq şüasının yolunda dairəvi maneə varsa (dəyirmi disk, top və ya dəyirmi çuxur qeyri-şəffaf ekranda), sonra maneədən kifayət qədər böyük məsafədə yerləşən ekranda görünür difraksiya nümunəsi- işıq və qaranlıq halqaların alternativ sistemi. Əgər maneə xəttidirsə (yarıq, sap, ekran kənarı), onda ekranda paralel difraksiya saçaqları sistemi görünür.
Difraksiya barmaqlıqlarışüşə və ya metal lövhənin səthinə xüsusi bölücü maşınla həkk olunmuş dövri strukturlardır. At yaxşı ızgaralar bir-birinə paralel vuruşların uzunluğu təxminən 10 sm-dir və hər millimetr üçün 2000-ə qədər vuruş var. Bu halda, ızgaraların ümumi uzunluğu 10-15 sm-ə çatır.Belə barmaqlıqların istehsalı ən çox istifadəni tələb edir. yüksək texnologiya. Təcrübədə şəffaf filmin səthinə tətbiq olunan millimetrdə 50-100 xətt olan daha qaba barmaqlıqlar da istifadə olunur.
Normalda işıq difraksiya ızgarasına düşdükdə bəzi istiqamətlərdə maksimallar müşahidə olunur (işığın ilkin düşdüyü istiqamətdən əlavə). Müşahidə olunmaq üçün müdaxilə maksimum, aşağıdakı şərt yerinə yetirilməlidir:
harada: dızgara müddəti (və ya sabit) (bitişik yivlər arasındakı məsafə), m difraksiya maksimumunun sırası adlanan tam ədəddir. Bu şərtin ödənildiyi ekranın həmin nöqtələrində difraksiya nümunəsinin əsas maksimalları adlanan yerlər yerləşir.
Həndəsi optika qanunları
həndəsi optika işığın dalğa xassələrini nəzərə almayan fizikanın bir sahəsidir. Həndəsi optikanın əsas qanunları işığın fiziki təbiətinin qurulmasından çox əvvəl məlum idi.
Optik olaraq homojen mühit bütün həcmində sındırma göstəricisi dəyişməz qalan mühitdir.
İşığın düzxətli yayılması qanunu:İşıq optik cəhətdən homojen bir mühitdə düz xətt üzrə yayılır. Bu qanun bir işıq şüası kimi bir fikrə gətirib çıxarır həndəsi xətt işığın yayıldığı. Qeyd etmək lazımdır ki, işığın ölçüləri dalğa uzunluğu ilə müqayisə oluna bilən kiçik dəliklərdən keçirsə, işığın düzxətli yayılması qanunu pozulur və işıq şüası anlayışı mənasını itirir (bu halda difraksiya müşahidə olunur). .
İki şəffaf mühitin interfeysində işıq qismən əks oluna bilər ki, işıq enerjisinin bir hissəsi əks olunduqdan sonra yeni istiqamətə yayılsın və qismən interfeysdən keçərək ikinci mühitdə yayılsın.
İşığın əks olunması qanunu:şüanın düşmə nöqtəsində bərpa edilən hadisə və əks olunan şüalar, eləcə də iki mühit arasındakı interfeysə perpendikulyar eyni müstəvidə (təsadüf müstəvisi) yatır. Yansıtma bucağı γ bucağa bərabərdir düşmək α . Qeyd edək ki, optikada bütün bucaqlar iki media arasındakı interfeysə perpendikulyardan ölçülür.
İşığın sınması qanunu (Snell qanunu):şüanın düşmə nöqtəsində bərpa edilən hadisə və sınmış şüalar, eləcə də iki media arasındakı interfeysə perpendikulyar eyni müstəvidə yatır. Düşmə bucağının sinusunun nisbəti α qırılma bucağının sinusuna β iki verilmiş media üçün sabit qiymətdir və ifadə ilə müəyyən edilir:
Kırılma qanunu 1621-ci ildə holland alimi V.Snellius tərəfindən eksperimental olaraq yaradılmışdır. Daimi dəyər n 21 zəng nisbi sındırma əmsalı birinciyə nisbətən ikinci mühit. Vakuuma görə mühitin sınma əmsalı adlanır mütləq qırılma əmsalı.
ilə çərşənbə böyük dəyər mütləq indeksə optik olaraq daha sıx, daha kiçik olana isə daha az sıx deyilir. Daha az sıx mühitdən daha sıx mühitə keçərkən şüa perpendikulyar tərəfə “basılır”, daha sıx mühitdən daha az sıxlığa keçdikdə isə perpendikulyardan “uzaqlaşır”. Şüanın sınmadığı yeganə hal düşmə bucağının 0 olmasıdır (yəni şüalar interfeysə perpendikulyardır).
İşıq optik cəhətdən daha sıx mühitdən optik cəhətdən daha az sıx olan mühitə keçdikdə n 2 < n 1 (məsələn, şüşədən havaya) müşahidə edilə bilər ümumi daxili əksetmə fenomeni, yəni sınmış şüanın yox olması. Bu fenomen müəyyən bir kritik bucağı aşan düşmə bucaqlarında müşahidə olunur α pr adlanır ümumi daxili əksin məhdudlaşdırıcı bucağı. Düşmə bucağı üçün α = α pr, günah β = 1 çünki β = 90°, bu, qırılan deməkdir şüa gedir interfeysin özü boyunca, Snell qanununa görə, aşağıdakı şərt təmin edilir:
Gəlmə bucağı məhdudlaşdırıcıdan böyük olan kimi, sınmış şüa artıq sadəcə sərhəd boyunca getmir, lakin heç görünmür, çünki onun sinusu indi birlikdən böyük olmalıdır, lakin bu ola bilməz.
linzalar
Lensİki sferik səthlə məhdudlaşan şəffaf cismə deyilir. Lensin özünün qalınlığı sferik səthlərin əyrilik radiusları ilə müqayisədə kiçikdirsə, lens adlanır. nazik.
Linzalar var toplanış və səpilmə. Lensin sınma indeksi -dən böyükdürsə mühit, onda ortada birləşən lens kənarlardan daha qalındır, ayrılan lens, əksinə, orta hissədə daha incədir. Lensin sınma indeksi ətraf mühitdən azdırsa, bunun əksi doğrudur.
Sferik səthlərin əyrilik mərkəzlərindən keçən düz xətt deyilir lensin əsas optik oxu. İncə linzalar vəziyyətində, əsas optik oxun obyektiv ilə ümumi olaraq adlandırılan bir nöqtədə kəsişdiyini təxmin edə bilərik. lensin optik mərkəzi. Bir işıq şüası orijinal istiqamətindən yayınmadan linzanın optik mərkəzindən keçir. Optik mərkəzdən keçən bütün xətlər çağırılır yan optik oxlar.
Əsas optik oxa paralel şüalar şüası linzaya yönəldilirsə, linzadan keçdikdən sonra şüalar (və ya onların davamı) bir nöqtədə toplanacaq. F, adlanır lensin əsas diqqəti. İncə bir lensin əsas optik oxda linzaya nisbətən simmetrik olaraq yerləşən iki əsas fokusu var. Birləşən linzaların real fokusları var, ayrışan linzaların xəyali ocaqları var. Lensin optik mərkəzi arasındakı məsafə O və əsas diqqət Fçağırdı fokus uzunluğu. Eyni ilə işarələnir F.
Lens düsturu
Linzaların əsas xüsusiyyəti obyektlərin təsvirlərini vermək qabiliyyətidir. Şəkil- bu, obyektivdə sınmadan sonra mənbə tərəfindən buraxılan şüaların (və ya onların davamlarının) kəsişdiyi məkanda nöqtədir. Şəkillərdir birbaşa və alt-üst, etibarlıdır(şüalar kəsişir) və xəyali(şüaların davamları kəsişir), böyüdülmüş və azaldılmış.
Şəklin mövqeyi və təbiəti istifadə edərək müəyyən edilə bilər həndəsi konstruksiyalar. Bunun üçün gedişi məlum olan bəzi standart şüaların xassələrindən istifadə edin. Bunlar optik mərkəzdən və ya lensin fokuslarından birindən keçən şüalar, həmçinin əsas və ya ikinci dərəcəli optik oxlardan birinə paralel şüalardır.
Sadəlik üçün bir nöqtənin təsvirinin bir nöqtə olacağını xatırlaya bilərsiniz. Əsas optik oxda yerləşən nöqtənin təsviri əsas optik oxun üzərində yerləşir. Seqmentin təsviri seqmentdir. Seqment əsas optik oxa perpendikulyardırsa, onun təsviri əsas optik oxa perpendikulyardır. Lakin seqment müəyyən bir açı ilə əsas optik oxa meyllidirsə, onun təsviri artıq başqa bir açı ilə əyiləcəkdir.
Şəkillər də istifadə edərək hesablana bilər nazik lens düsturları. Cisimdən linzaya olan ən qısa məsafə ilə işarələnirsə d, və obyektivdən təsvirə qədər olan ən qısa məsafə f, onda nazik lens düsturu belə yazıla bilər:
Dəyər D fokus uzunluğunun əksi. çağırdı lensin optik gücü. Optik gücün vahidi 1 diopterdir (D). Diopter fokus uzunluğu 1 m olan lensin optik gücüdür.
Linzaların fokus uzunluqlarına müəyyən əlamətləri aid etmək adətdir: birləşən lens üçün F> 0, səpilmə üçün F < 0. Оптическая сила рассеивающей линзы также отрицательна.
Kəmiyyətlər d və f müəyyən bir işarə qaydasına da əməl edin: f> 0 – real şəkillər üçün; f < 0 – для мнимых изображений. Перед d"-" işarəsi yalnız birləşən şüalar linzaya düşdüyü halda qoyulur. Sonra onlar zehni olaraq lensin arxasındakı kəsişməyə qədər uzadılır, orada xəyali bir işıq mənbəyi yerləşdirilir və bunun üçün məsafə müəyyən edilir. d.
Obyektin obyektivlə bağlı mövqeyindən asılı olaraq təsvirin xətti ölçüləri dəyişir. Xətti böyütmə linzalar Γ təsvirin və obyektin xətti ölçülərinin nisbəti adlanır. Lensin xətti böyüdülməsi üçün bir formula var:
Həmin saytda. Bunu etmək üçün heç bir şeyə ehtiyacınız yoxdur, yəni: hər gün üç-dörd saatı fizika və riyaziyyatdan KT-yə hazırlaşmağa, nəzəriyyəni öyrənməyə və problemləri həll etməyə həsr etmək. Fakt budur ki, KT bir imtahandır ki, burada təkcə fizika və ya riyaziyyatı bilmək kifayət deyil, siz həm də tez və səhvsiz həll etməyi bacarmalısınız. çoxlu saydaüçün tapşırıqlar müxtəlif mövzular və müxtəlif mürəkkəblik. Sonuncunu ancaq minlərlə problemi həll etməklə öyrənmək olar.
Bu üç nöqtənin müvəffəqiyyətli, çalışqan və məsuliyyətli şəkildə həyata keçirilməsi sizə KT-də əla nəticə göstərməyə imkan verəcək, maksimum bacardıqlarınızdır.
Səhv tapdınız?
Bir səhv tapdığınızı düşünürsünüzsə təlim materialları, sonra zəhmət olmasa bu barədə poçtla yazın. Siz həmçinin səhv haqqında məlumat verə bilərsiniz sosial şəbəkə(). Məktubda mövzunu (fizika və ya riyaziyyat), mövzunun və ya testin adını və ya nömrəsini, tapşırığın nömrəsini və ya mətndə (səhifədə) sizcə, səhv olan yeri göstərin. Həmçinin iddia edilən səhvin nə olduğunu təsvir edin. Məktubunuz diqqətdən kənarda qalmayacaq, səhv ya düzəldiləcək, ya da niyə səhv olmadığı sizə izah ediləcək.
Eramızdan əvvəl V əsrdə yaşamış antik dövr alimləri belə bir fikir irəli sürmüşlər ki, təbiətdə və bu dünyada hər şey şərtlidir və yalnız atomları və boşluqları reallıq adlandırmaq olar. Bu günə qədər vacibdir tarixi sənədlər, müəyyən olan hissəciklərin daimi axını kimi işığın strukturu konsepsiyasını təsdiqləyir fiziki xassələri. Ancaq "optika" termininin özü çox sonra ortaya çıxacaq. Demokrit və Evklid kimi filosofların yer üzündə baş verən bütün proseslərin quruluşunu dərk edərək səpdikləri toxumlar öz cücərtilərini vermişlər. Yalnız 19-cu əsrin əvvəllərində klassik optika öz xüsusiyyətlərini əldə edə bildi xarakter xüsusiyyətləri, müasir alimlər tərəfindən tanınan və tam hüquqlu bir elm kimi meydana çıxdı.
Tərif 1
Optika güclü elektromaqnit dalğalarının yayılması ilə birbaşa əlaqəli hadisələri öyrənən və nəzərdən keçirən fizikanın nəhəng bir sahəsidir. görünən spektr, eləcə də ona yaxın diapazonlar.
Göstərilən bölmənin əsas təsnifatı uyğun gəlir tarixi inkişaf işığın strukturunun xüsusiyyətləri haqqında təlimlər:
- həndəsi - eramızdan əvvəl III əsr (Evklid);
- fiziki - 17-ci əsr (Huygens);
- kvant - 20-ci əsr (Plank).
Optika işığın sınma xüsusiyyətlərini tam xarakterizə edir və bu məsələ ilə birbaşa əlaqəli hadisələri izah edir. Optik sistemlərin metodları və prinsipləri və bir çox tətbiqi fənlərdə, o cümlədən fizika, elektrotexnika, tibb (xüsusilə oftalmologiya) istifadə olunur. Bunlarda, eləcə də fənlərarası sahələrdə tətbiqi optikanın nailiyyətləri çox populyardır ki, bu da dəqiq mexanika ilə yanaşı, möhkəm təməl optik-mexaniki sənaye.
İşığın təbiəti
Optika təbiət haqqında qədim fikirlərin məhdudiyyətlərinin təqdim edildiyi fizikanın ilk və əsas sahələrindən biri hesab olunur.
Nəticədə elm adamları ikiliyi qura bildilər təbiət hadisələri və işıq:
- Nyutondan qaynaqlanan işığın korpuskulyar fərziyyəsi bu prosesi elementar hissəciklərin - fotonların axını kimi öyrənir, burada tamamilə hər hansı bir şüalanma diskret olaraq həyata keçirilir və bu enerjinin gücünün minimum hissəsi intensivliyə uyğun bir tezlik və böyükliyə malikdir. yayılan işığın;
- Huygensdən yaranan işığın dalğa nəzəriyyəsi optik hadisələrdə müşahidə olunan və bu dalğaların hərəkətləri nəticəsində təmsil olunan paralel monoxromatik elektromaqnit dalğalarının məcmusu kimi işıq anlayışını nəzərdə tutur.
İşığın bu cür xüsusiyyətləri ilə radiasiya qüvvəsinin və enerjisinin digər enerji növlərinə keçidinin olmaması tamamilə normal bir proses hesab olunur, çünki elektromaqnit dalğaları müdaxilə hadisələrinin məkan mühitində bir-biri ilə qarşılıqlı təsir göstərmir, çünki işıq effektləri xüsusiyyətlərini dəyişmədən təbliğ etməyə davam edirlər.
Elektrik və maqnit şüalanmasının dalğa və korpuskulyar fərziyyələri Maksvellin elmi işlərində tənliklər şəklində öz tətbiqini tapmışdır.
Daim hərəkət edən bir dalğa kimi işığın bu yeni ideyası difraksiya və müdaxilə ilə əlaqəli prosesləri izah etməyə imkan verir, bunların arasında işıq sahəsinin quruluşu da var.
İşıq xüsusiyyətləri
İşıq dalğasının uzunluğu $\lambda$ birbaşa olaraq bu hadisənin $v$ fəza mühitində ümumi yayılma sürətindən asılıdır və $\nu$ tezliyi ilə aşağıdakı kimi əlaqələndirilir:
$\lambda = \frac(v)(\nu)=\frac (c)(n\nu)$
burada $n$ mühitin sınma parametridir. Ümumiyyətlə, bu göstərici elektromaqnit dalğa uzunluğunun əsas funksiyasıdır: $n=n(\lambda)$.
Kırılma göstəricisinin dalğa uzunluğundan asılılığı işığın sistematik dağılması fenomeni şəklində özünü göstərir. Fizikada universal və hələ də az öyrənilmiş konsepsiya işığın sürəti $c$-dır. Onun xüsusi məna mütləq boşluqda təkcə güclü elektromaqnit tezliklərin maksimum yayılma sürəti deyil, həm də məlumatın yayılmasının məhdudlaşdırıcı intensivliyi və ya maddi obyektlərə digər fiziki təsirlərdir. Müxtəlif ərazilərdə işıq axınının hərəkətinin artması ilə işığın ilkin sürəti $v$ tez-tez azalır: $v = \frac (c)(n)$.
İşığın əsas xüsusiyyətləri bunlardır:
- işığın dalğa uzunluqlarının şkalası ilə təyin olunan spektral və mürəkkəb tərkib;
- dalğaların yayılması ilə elektrik vektorunun fəza mühitinin ümumi dəyişməsi ilə müəyyən edilən qütbləşmə;
- iki qırılma prosesinin olmadığı halda dalğa cəbhəsi ilə üst-üstə düşməli olan işıq şüasının yayılma istiqaməti.
Kvant və fizioloji optika
İdeya Ətraflı Təsviri kvantların köməyi ilə elektromaqnit sahəsi 20-ci əsrin əvvəllərində meydana çıxdı və Maks Plank tərəfindən səsləndirildi. Alimlər təklif etdilər ki, işığın daimi emissiyası müəyyən hissəciklər - kvantlar vasitəsilə həyata keçirilir. 30 ildən sonra işığın nəinki qismən və paralel olaraq yayıldığı, həm də udulduğu sübut edildi.
Bu, Albert Eynşteynə işığın diskret quruluşunu müəyyən etmək imkanı verdi. Hal-hazırda elm adamları işıq kvant fotonları adlandırırlar və axının özü elementlərin ayrılmaz bir qrupu kimi qəbul edilir. Beləliklə, kvant optikasında işıq həm hissəciklər axını, həm də dalğalar kimi eyni vaxtda qəbul edilir, çünki müdaxilə və difraksiya kimi prosesləri yalnız bir foton axını ilə izah etmək mümkün deyil.
20-ci əsrin ortalarında Brown-Twiss-in tədqiqat fəaliyyəti kvant optikasının istifadəsi üçün ərazini daha dəqiq müəyyən etməyə imkan verdi. Alimin işi sübut etdi ki, iki fotodetektora fotonlar buraxan və elementlərin qeydiyyatı haqqında daimi səs siqnalı verən müəyyən sayda işıq mənbələri cihazları eyni vaxtda işlədə bilir.
İcra praktik istifadə qeyri-klassik işıq tədqiqatçıları inanılmaz nəticələrə gətirib çıxardı. Bu baxımdan, kvant optikası tədqiqat və tətbiq üçün böyük imkanlara malik unikal müasir istiqamətdir.
Qeyd 1
Müasir optika çoxdan elmi dünyanın bir çox sahələrini və tələbat və populyarlıq qazanan inkişafları əhatə edir.
Optika elminin bu sahələri birbaşa işığın elektromaqnit və ya kvant xassələri ilə, o cümlədən digər sahələrlə bağlıdır.
Tərif 2
Fizioloji optika öyrənən yeni fənlərarası elmdir vizual qavrayış biokimya, biofizika və psixologiya üzrə yüngül və birləşdirici məlumatlar.
Optikanın bütün qanunlarını nəzərə alaraq elmin bu bölməsi bu elmlərə əsaslanır və xüsusi praktik istiqamətə malikdir. Vizual aparatın elementləri tədqiqata məruz qalır, eləcə də Xüsusi diqqət kimi nadir hadisələr optik illüziya və halüsinasiyalar. Bu sahədə işlərin nəticələri fiziologiya, tibb, optik texnologiya və kino sənayesində istifadə olunur.
Bu günə qədər mağazanın adı kimi optika sözü daha çox istifadə olunur. Təbii ki, belə ixtisaslaşdırılmış məntəqələrdə müxtəlif texniki optik cihazları - linzalar, eynəklər, görmə qabiliyyətini qoruyan mexanizmlər almaq mümkündür. Bu mərhələdə mağazalar var müasir avadanlıq, bu, görmə kəskinliyini yerində dəqiq müəyyənləşdirməyə, həmçinin mövcud problemləri və onların aradan qaldırılması yollarını qurmağa imkan verir.
İşığın sınma və əks etdirmə xüsusiyyətinə malik olduğunu hər kəs bilir və ya heç olmasa eşidir. Ancaq bunun necə, daha doğrusu, hansı əsasda baş verdiyini yalnız həndəsi və dalğa optikasının düsturları izah edə bilər. Və bütün bu təlim bizim eradan üç əsr əvvəl Evklidin təqdim etdiyi “şüa” anlayışına əsaslanır. Bəs elmi dillə desək, şüa nədir?
Şüa işıq dalğalarının keçdiyi düz xəttdir. Necə, niyə - bu suallara dalğa optikasının bir hissəsi olan həndəsi optikanın düsturları cavab verir. Sonuncu, güman edildiyi kimi, şüaları dalğa kimi qəbul edir.
Həndəsi optikanın düsturları
Düzxətli yayılma qanunu: eyni tip mühitdə olan şüa düzxətli yayılmağa meyllidir. Yəni, işıq iki nöqtə arasında mövcud olan ən qısa yol boyunca hərəkət edir. Hətta deyə bilərsiniz ki, işıq şüası vaxta qənaət etməyə çalışır. Bu qanun kölgə və penumbra hadisələrini izah edir.
Məsələn, işıq mənbəyinin özüdürsə kiçik ölçü və ya o qədər böyük məsafədə yerləşir ki, onun ölçülərini nəzərə almamaq olar, onda işıq şüası aydın kölgələr əmələ gətirir. Ancaq işıq mənbəyidirsə böyük ölçü ya da çox yaxın məsafə, sonra işıq şüası qeyri-səlis kölgələr və penumbra əmələ gətirir.
Müstəqil Yayılma Qanunu
İşıq şüaları bir-birindən asılı olmayaraq yayılmağa meyllidir. Yəni hansısa homojen mühitdə kəsişsələr və ya bir-birindən keçsələr, heç bir şəkildə bir-birinə təsir etməyəcəklər. Şüalar sanki başqa şüaların varlığından xəbərsizdirlər.
Yansıtma qanunu
Təsəvvür edin ki, insan lazer göstəricisini güzgüyə yönəldir. Əlbəttə ki, şüa güzgüdən əks olunacaq və başqa bir mühitdə yayılacaq. Güzgüyə perpendikulyar ilə birinci şüa arasındakı bucaq güzgüyə perpendikulyar ilə ikinci şüa arasındakı bucaq - əks bucağı adlanır. Bu açılar bərabərdir.
Həndəsi optikanın düsturları heç kimin ağlına belə gəlməyən bir çox vəziyyətləri ortaya qoyur. Məsələn, niyə özümüzü "birbaşa" güzgüdə olduğumuz kimi görə bildiyimizi və onun əyri səthinin niyə fərqli bir görüntü yaratdığını izah edir.
a düşmə bucağı, b əks bucağıdır.
Kırılma qanunu
Düşmə şüası, sınma şüası və güzgüyə perpendikulyar eyni müstəvidə yerləşir. Əgər hadisə bucağının sinusu sinusa bölünərsə, onda hər iki mühit üçün sabit olan n qiyməti alınır.
n birinci mühitdən gələn şüanın ikinciyə hansı bucaq altında keçdiyini və bu mühitlərin kompozisiyalarının necə əlaqəli olduğunu göstərir.
i - düşmə bucağı. r - qırılma bucağı. n 21 - qırılma əmsalı.
sin i / sin r \u003d n 2 / n 1 \u003d n 21
İşığın tərs çevrilmə qanunu
İşığın geri dönmə qanunu nə deyir? Şüa bir istiqamətdə yaxşı müəyyən edilmiş traektoriya boyunca yayılırsa, o zaman eyni marşrutu əks istiqamətdə təkrarlayacaqdır.
Nəticələr
Bir qədər sadələşdirilmiş formada həndəsi optikanın düsturları işıq şüasının necə işlədiyini izah edir. Bunda çətin bir şey yoxdur. Bəli, həndəsi optikanın düsturları və qanunları kainatın bəzi xüsusiyyətlərini laqeyd edir, lakin onların elm üçün əhəmiyyətini qiymətləndirmək olmaz.
