Svetlo- sú to elektromagnetické vlny, ktorých vlnové dĺžky ležia pre priemerné ľudské oko v rozsahu od 400 do 760 nm. V rámci týchto hraníc je svetlo tzv viditeľné. Svetlo s najdlhšou vlnovou dĺžkou sa nám javí ako červené a svetlo s najkratšou vlnovou dĺžkou ako fialové. Je ľahké si zapamätať striedanie farieb spektra pomocou príslovia " Komu každý O hotnik F robí W nat, G de S ide F azan. Prvé písmená slov príslovia zodpovedajú prvým písmenám základných farieb spektra v zostupnom poradí vlnovej dĺžky (a podľa toho so zvyšujúcou sa frekvenciou): „ Komučervená - O rozsah - Fžltá - W zelená - G Modrá - S Modrá - F Fialová." Svetlo s vlnovými dĺžkami dlhšími ako červená sa nazýva infračervené. Naše oči si to nevšimnú, no naša pokožka takéto vlny zachytáva vo forme tepelného žiarenia. Svetlo s kratšími vlnovými dĺžkami ako fialové sa nazýva ultrafialové.
Elektromagnetické vlny(a najmä, svetelné vlny, alebo jednoducho svetlo) je elektromagnetické pole šíriace sa v priestore a čase. Elektromagnetické vlny sú priečne – vektory elektrickej intenzity a magnetickej indukcie sú na seba kolmé a ležia v rovine kolmej na smer šírenia vlny. Svetelné vlny, rovnako ako akékoľvek iné elektromagnetické vlny, sa šíria v hmote s konečnou rýchlosťou, ktorú možno vypočítať podľa vzorca:
kde: ε a μ – dielektrická a magnetická permeabilita látky, ε 0 a μ 0 - elektrické a magnetické konštanty: ε 0 \u003d 8,85419 10 -12 F/m, μ 0 \u003d 1,25664 10-6 H/m. Rýchlosť svetla vo vákuu(kde ε = μ = 1) je konštantná a rovná sa s= 3∙10 8 m/s, dá sa vypočítať aj podľa vzorca:
Rýchlosť svetla vo vákuu je jednou zo základných fyzikálnych konštánt. Ak sa svetlo šíri v akomkoľvek prostredí, potom rýchlosť jeho šírenia vyjadruje aj nasledujúci vzťah:
kde: n- index lomu látky - fyzikálne množstvo, ktorá ukazuje, koľkokrát je rýchlosť svetla v médiu menšia ako vo vákuu. Index lomu, ako je zrejmé z predchádzajúcich vzorcov, možno vypočítať takto:
- Svetlo nesie energiu. Keď sa svetelné vlny šíria, vzniká tok elektromagnetickej energie.
- Svetelné vlny sú emitované vo forme jednotlivých kvánt elektromagnetického žiarenia (fotónov) atómami alebo molekulami.
Okrem svetla existujú aj iné typy elektromagnetických vĺn. Ďalej sú uvedené v poradí klesajúcej vlnovej dĺžky (a podľa toho zvyšujúcej sa frekvencie):
- rádiové vlny;
- Infra červená radiácia;
- viditeľné svetlo;
- Ultrafialové žiarenie;
- röntgenové žiarenie;
- Gama žiarenie.
Rušenie
Rušenie- jeden z najjasnejších prejavov vlnovej povahy svetla. Je spojená s prerozdeľovaním svetelnej energie v priestore, kedy dochádza k tzv koherentný vlny, teda vlny s rovnakou frekvenciou a konštantným fázovým rozdielom. Intenzita svetla v oblasti prekrytia lúčov má charakter striedania svetlých a tmavých pásov, pričom intenzita je väčšia v maximách a menšia ako súčet intenzít lúčov v minimách. Pri použití bieleho svetla sa rušivé prúžky zafarbia rôzne farby spektrum.
Na výpočet rušenia sa používa koncept dĺžka optickej dráhy. Nechajte svetlo prejsť vzdialenosť L v médiu s refrakčnou indikáciou n. Potom sa jeho dĺžka optickej dráhy vypočíta podľa vzorca:
Pre interferenciu sa musia prekrývať aspoň dva lúče. Pre nich sa to počíta rozdiel optickej dráhy(optický rozdiel dĺžky) podľa nasledujúceho vzorca:
Je to táto hodnota, ktorá určuje, čo sa stane počas rušenia: minimum alebo maximum. Zapamätajte si nasledovné: rušenie maximum(svetelný pás) sa pozoruje v tých bodoch v priestore, kde je splnená táto podmienka:
o m= 0, pozoruje sa maximum nultého rádu, pri m= ±1 maximum prvého rádu atď. minimálne rušenie(tmavý pás) sa pozoruje, keď je splnená táto podmienka:
Fázový rozdiel oscilácií je v tomto prípade:
Pri prvom nepárnom čísle (jednom) bude minimum prvého poradia, pri druhom (troch) bude minimum druhého poradia atď. Neexistuje žiadne minimum nultého rádu.
Difrakcia. Difrakčná mriežka
Difrakcia svetlo sa nazýva jav odchýlky svetla od priamočiareho smeru šírenia pri prechode v blízkosti prekážok, ktorých rozmery sú porovnateľné s vlnovou dĺžkou svetla (svetlo ohýbanie okolo prekážok). Ako ukazuje skúsenosť, za určitých podmienok môže svetlo vstúpiť do oblasti geometrického tieňa (to znamená tam, kde by nemalo byť). Ak je v dráhe paralelného svetelného lúča kruhová prekážka (okrúhly kotúč, guľa alebo okrúhly otvor na nepriehľadnej obrazovke), potom na obrazovke umiestnenej v dostatočne veľkej vzdialenosti od prekážky difrakčný obrazec- sústava striedajúcich sa svetlých a tmavých prstencov. Ak je prekážka lineárna (štrbina, závit, okraj obrazovky), potom sa na obrazovke objaví systém paralelných difrakčných prúžkov.
Difrakčné mriežky sú periodické štruktúry vyryté špeciálnym deliacim strojom na povrch sklenenej alebo kovovej dosky. o dobré mriežky navzájom rovnobežné ťahy majú dĺžku asi 10 cm a na každý milimeter pripadá až 2000 ťahov. Celková dĺžka mriežky v tomto prípade dosahuje 10–15 cm.Výroba takýchto mriežok vyžaduje použitie naj vysoká technológia. V praxi sa používajú aj hrubšie mriežky s 50–100 čiarami na milimeter nanesenými na povrch priehľadnej fólie.
Keď svetlo normálne dopadá na difrakčnú mriežku, v niektorých smeroch sú pozorované maximá (okrem smeru, ktorým svetlo pôvodne dopadalo). Aby bol pozorovaný rušenie maximum, musí byť splnená nasledujúca podmienka:
kde: d je perióda mriežky (alebo konštanta) (vzdialenosť medzi susednými drážkami), m je celé číslo, ktoré sa nazýva rád difrakčného maxima. V tých bodoch obrazovky, pre ktoré je táto podmienka splnená, sa nachádzajú takzvané hlavné maximá difrakčného obrazca.
Zákony geometrickej optiky
geometrická optika je odvetvie fyziky, ktoré nezohľadňuje vlnové vlastnosti svetla. Základné zákony geometrickej optiky boli známe dávno pred stanovením fyzikálnej podstaty svetla.
Opticky homogénne médium je médium, v celom objeme ktorého index lomu zostáva nezmenený.
Zákon priamočiareho šírenia svetla: Svetlo sa šíri priamočiaro v opticky homogénnom prostredí. Tento zákon vedie k myšlienke svetelného lúča ako geometrická čiara pozdĺž ktorých sa svetlo šíri. Je potrebné poznamenať, že zákon o priamočiarom šírení svetla je porušený a koncept svetelného lúča stráca svoj význam, ak svetlo prechádza malými otvormi, ktorých rozmery sú porovnateľné s vlnovou dĺžkou (v tomto prípade je pozorovaná difrakcia) .
Na rozhraní medzi dvoma priehľadnými médiami sa svetlo môže čiastočne odrážať, takže časť svetelnej energie sa bude šíriť po odraze v novom smere a čiastočne prechádzať rozhraním a šíriť sa v druhom prostredí.
Zákon odrazu svetla: dopadajúci a odrazený lúč, ako aj kolmica na rozhranie medzi dvoma médiami, obnovená v bode dopadu lúča, ležia v rovnakej rovine (rovine dopadu). Uhol odrazu γ rovný uhlu pád α . Všimnite si, že všetky uhly v optike sa merajú od kolmice k rozhraniu medzi dvoma médiami.
Zákon lomu svetla (Snellov zákon): dopadajúci a lomený lúč, ako aj kolmica na rozhranie medzi dvoma médiami, obnovená v bode dopadu lúča, ležia v rovnakej rovine. Pomer sínusu uhla dopadu α na sínus uhla lomu β je konštantná hodnota pre dve dané médiá a je určená výrazom:
Zákon lomu experimentálne stanovil holandský vedec W. Snellius v roku 1621. Konštantná hodnota n 21 hovor relatívny index lomu druhé prostredie vzhľadom na prvé. Index lomu prostredia vzhľadom na vákuum sa nazýva absolútny index lomu.
Streda s veľkú hodnotu absolútny index sa nazýva opticky hustejší a s menším - menej hustý. Pri prechode z menej hustého média do hustejšieho sa lúč „tlačí“ na kolmicu a pri prechode z hustejšieho do menej hustého sa od kolmice „vzďaľuje“. Jediný prípad, keď sa lúč nelomí, je, ak je uhol dopadu 0 (to znamená, že lúče sú kolmé na rozhranie).
Keď svetlo prechádza z opticky hustejšieho prostredia do opticky menej hustého n 2 < n 1 (napríklad zo skla na vzduch). fenomén úplného vnútorného odrazu, teda zmiznutie lomeného lúča. Tento jav sa pozoruje pri uhloch dopadu presahujúcich určitý kritický uhol α pr, ktorý sa nazýva hraničný uhol celkového vnútorného odrazu. Pre uhol dopadu α = α pr, hriech β = 1 pretože β = 90°, to znamená, že lom lúč ide pozdĺž samotného rozhrania, pričom podľa Snellovho zákona je splnená nasledujúca podmienka:
Len čo sa uhol dopadu zväčší ako limitný, lomený lúč už nejde len pozdĺž hranice, ale vôbec sa neobjaví, pretože jeho sínus musí byť teraz väčší ako jednota, ale to nemôže byť.
šošovky
Objektív Priehľadné teleso ohraničené dvoma guľovými plochami sa nazýva tzv. Ak je hrúbka samotnej šošovky malá v porovnaní s polomermi zakrivenia guľových plôch, potom sa šošovka nazýva tzv. tenký.
Objektívy sú zhromažďovanie a rozptyl. Ak je index lomu šošovky väčší ako životné prostredie, vtedy je zbiehavková šošovka v strede hrubšia ako na okrajoch, zbiehavková šošovka je naopak v strednej časti tenšia. Ak je index lomu šošovky menší ako okolité prostredie, potom je opak pravdou.
Priamka prechádzajúca stredmi zakrivenia guľových plôch sa nazýva tzv hlavná optická os šošovky. V prípade tenkých šošoviek môžeme približne predpokladať, že hlavná optická os sa pretína so šošovkou v jednom bode, ktorý je bežne tzv. optický stred šošovky. Svetelný lúč prechádza optickým stredom šošovky bez toho, aby sa odchýlil od pôvodného smeru. Všetky čiary prechádzajúce optickým stredom sú tzv bočné optické osi.
Ak lúč lúčov rovnobežný s hlavnou optickou osou smeruje na šošovku, potom sa lúče (alebo ich pokračovanie) po prechode šošovkou zhromaždia v jednom bode. F, ktorá sa volá hlavné ohnisko objektívu. Tenká šošovka má dve hlavné ohniská, symetricky umiestnené vzhľadom na šošovku na hlavnej optickej osi. Zbiehavé šošovky majú skutočné ohniská, divergencie majú imaginárne ohniská. Vzdialenosť medzi optickým stredom šošovky O a hlavné zameranie F volal ohnisková vzdialenosť. Označuje sa tým istým F.
Formula šošovky
Hlavnou vlastnosťou šošoviek je schopnosť poskytovať obrázky objektov. Obrázok- je to bod v priestore, kde sa pretínajú lúče (alebo ich pokračovania), vyžarované zdrojom po lomu v šošovke. Obrázky sú priamy a hore nohami, platné(lúče sa pretínajú) a imaginárny(pokračovania lúčov sa pretínajú), zväčšený a znížený.
Pozíciu obrazu a jeho povahu je možné určiť pomocou geometrické konštrukcie. Na to použite vlastnosti niektorých štandardných lúčov, ktorých priebeh je známy. Sú to lúče prechádzajúce optickým stredom alebo jedným z ohnísk šošovky, ako aj lúče rovnobežné s hlavnou alebo jednou z vedľajších optických osí.
Pre jednoduchosť si môžete zapamätať, že obrazom bodu bude bod. Obraz bodu ležiaceho na hlavnej optickej osi leží na hlavnej optickej osi. Obraz segmentu je segment. Ak je segment kolmý na hlavnú optickú os, potom je jeho obraz kolmý na hlavnú optickú os. Ak je však segment naklonený k hlavnej optickej osi pod určitým uhlom, jeho obraz bude naklonený už pod iným uhlom.
Obrázky je možné vypočítať aj pomocou receptúry tenkých šošoviek. Ak je najkratšia vzdialenosť od objektu k šošovke označená d a najkratšia vzdialenosť medzi objektívom a obrázkom f, potom vzorec tenkej šošovky možno zapísať ako:
hodnota D prevrátená k ohniskovej vzdialenosti. volal optická sila šošovky. Jednotkou optickej sily je 1 dioptria (D). Dioptrie je optická mohutnosť šošovky s ohniskovou vzdialenosťou 1 m.
Je zvykom pripisovať ohniskovým vzdialenostiam šošoviek určité znaky: pre zbiehavú šošovku F> 0, pre rozptyl F < 0. Оптическая сила рассеивающей линзы также отрицательна.
množstvá d a f dodržujte aj určité znamenie: f> 0 – pre skutočné obrázky; f < 0 – для мнимых изображений. Перед d znak „–“ sa vkladá iba v prípade, keď na šošovku dopadá zbiehajúci sa lúč lúčov. Potom sa mentálne vysunú na priesečník za šošovkou, umiestni sa tam imaginárny zdroj svetla a určí sa mu vzdialenosť. d.
V závislosti od polohy objektu vo vzťahu k šošovke sa menia lineárne rozmery obrazu. Lineárne priblíženiešošovky Γ nazývaný pomer lineárnych rozmerov obrazu a objektu. Existuje vzorec pre lineárne zväčšenie šošovky:
Na tej webovej stránke. Nepotrebujete k tomu vôbec nič, a to: venovať sa každý deň tri až štyri hodiny príprave na CT z fyziky a matematiky, štúdiu teórie a riešeniu úloh. Faktom je, že CT je skúška, kde nestačí len vedieť fyziku či matematiku, ale treba vedieť aj rýchlo a bez neúspechov vyriešiť veľký početúlohy pre rôzne témy a rôznej zložitosti. To posledné sa dá naučiť len riešením tisícok problémov.
Úspešná, usilovná a zodpovedná implementácia týchto troch bodov vám umožní ukázať na CT vynikajúci výsledok, maximum toho, čoho ste schopní.
Našli ste chybu?
Ak si myslíte, že ste našli chybu v školiace materiály, potom napíšte, prosím, o tom poštou. Môžete tiež nahlásiť chybu sociálna sieť(). V liste uveďte predmet (fyziku alebo matematiku), názov alebo číslo témy alebo testu, číslo úlohy, prípadne miesto v texte (strane), kde je podľa vás chyba. Popíšte aj údajnú chybu. Váš list nezostane bez povšimnutia, chyba bude buď opravená, alebo vám bude vysvetlené, prečo nejde o chybu.
Starovekí vedci, ktorí žili v 5. storočí pred Kristom, navrhli, že všetko v prírode a na tomto svete je podmienené a realitou možno nazvať iba atómy a prázdnotu. K dnešnému dňu dôležité historické dokumenty, potvrdzujúce koncepciu štruktúry svetla ako stáleho prúdu častíc, ktoré majú určité fyzikálne vlastnosti. Samotný pojem „optika“ sa však objaví oveľa neskôr. Semená takých filozofov ako Demokritos a Euklides, zasiate, keď pochopili štruktúru všetkých procesov prebiehajúcich na Zemi, dali svoje klíčky. Až začiatkom 19. storočia mohla klasická optika získať svoje charakterové rysy, rozpoznateľný modernými vedcami a objavil sa ako plnohodnotná veda.
Definícia 1
Optika je obrovský odbor fyziky, ktorý študuje a zvažuje javy priamo súvisiace so šírením silných elektromagnetických vĺn viditeľné spektrum, ako aj rozsahy v jej blízkosti.
Hlavná klasifikácia špecifikovaného úseku zodpovedá historický vývoj učenie o špecifikách štruktúry svetla:
- geometrický - 3. storočie pred Kristom (Euklides);
- fyzické - 17. storočie (Huygens);
- kvantová - 20. storočie (Planck).
Optika plne charakterizuje vlastnosti lomu svetla a vysvetľuje javy priamo súvisiace s touto problematikou. Metódy a princípy optických systémov a sú využívané v mnohých aplikovaných disciplínach vrátane fyziky, elektrotechniky, medicíny (najmä oftalmológie). V týchto, ale aj v interdisciplinárnych oblastiach sú veľmi obľúbené výdobytky aplikovanej optiky, ktorá spolu s jemnou mechanikou vytvára pevný základ opticko-mechanický priemysel.
Povaha svetla
Optika je považovaná za jednu z prvých a hlavných oblastí fyziky, kde boli prezentované obmedzenia starovekých predstáv o prírode.
Výsledkom bolo, že vedci dokázali vytvoriť dualitu prirodzený fenomén a svetlo:
- korpuskulárna hypotéza svetla, pochádzajúca od Newtona, študuje tento proces ako prúd elementárnych častíc - fotónov, kde absolútne akékoľvek žiarenie prebieha diskrétne a minimálna časť sily tejto energie má frekvenciu a veľkosť zodpovedajúcu intenzite emitovaného svetla;
- vlnová teória svetla, pochádzajúca od Huygensa, zahŕňa koncept svetla ako súbor paralelných monochromatických elektromagnetických vĺn pozorovaných v optických javoch a reprezentovaných ako výsledok pôsobenia týchto vĺn.
Pri takýchto vlastnostiach svetla sa absencia prechodu sily a energie žiarenia na iné druhy energie považuje za úplne normálny proces, pretože elektromagnetické vlny navzájom neinteragujú v priestorovom prostredí interferenčných javov, pretože svetelné efekty pokračovať v šírení bez zmeny ich špecifík.
Vlnové a korpuskulárne hypotézy elektrického a magnetického žiarenia našli svoje uplatnenie v Maxwellových vedeckých prácach vo forme rovníc.
Táto nová myšlienka svetla ako neustále sa pohybujúcej vlny umožňuje vysvetliť procesy spojené s difrakciou a interferenciou, medzi ktoré patrí aj štruktúra svetelného poľa.
Svetelné charakteristiky
Dĺžka svetelnej vlny $\lambda$ priamo závisí od celkovej rýchlosti šírenia tohto javu v priestorovom prostredí $v$ a súvisí s frekvenciou $\nu$ takto:
$\lambda = \frac(v)(\nu)=\frac (c)(n\nu)$
kde $n$ je parameter lomu média. Vo všeobecnosti je tento indikátor hlavnou funkciou elektromagnetickej vlnovej dĺžky: $n=n(\lambda)$.
Závislosť indexu lomu na vlnovej dĺžke sa prejavuje vo forme javu systematického rozptylu svetla. Univerzálnym a stále málo prebádaným pojmom vo fyzike je rýchlosť svetla $c$. jej zvláštny význam v absolútnej prázdnote je nielen maximálna rýchlosť šírenia výkonných elektromagnetických frekvencií, ale aj limitujúca intenzita šírenia informácií či iného fyzického vplyvu na hmotné objekty. S nárastom pohybu prúdu svetla v rôznych oblastiach často klesá počiatočná rýchlosť svetla $v$: $v = \frac (c)(n)$.
Hlavné vlastnosti svetla sú:
- spektrálne a komplexné zloženie, určené škálou vlnových dĺžok svetla;
- polarizácia, ktorá je určená všeobecnou zmenou priestorového prostredia elektrického vektora šírením vlny;
- smer šírenia svetelného lúča, ktorý by sa mal zhodovať s čelom vlny pri absencii procesu dvojlomu.
Kvantová a fyziologická optika
Nápad Detailný popis elektromagnetické pole s pomocou kvánt sa objavilo na začiatku 20. storočia a vyjadril ho Max Planck. Vedci navrhli, že neustále vyžarovanie svetla sa uskutočňuje prostredníctvom určitých častíc - kvantá. Po 30 rokoch sa dokázalo, že svetlo sa nielen čiastočne a paralelne vyžaruje, ale aj absorbuje.
To poskytlo Albertovi Einsteinovi príležitosť určiť diskrétnu štruktúru svetla. V súčasnosti vedci nazývajú svetelné kvantá fotóny a samotný tok je považovaný za integrálnu skupinu prvkov. V kvantovej optike sa teda svetlo považuje za prúd častíc aj za vlny súčasne, pretože také procesy, ako je interferencia a difrakcia, nemožno vysvetliť iba jedným prúdom fotónov.
Výskumné aktivity Brown-Twiss umožnili v polovici 20. storočia presnejšie určiť územie pre využitie kvantovej optiky. Práca vedca dokázala, že určitý počet svetelných zdrojov, ktoré vyžarujú fotóny do dvoch fotodetektorov a dávajú konštantný zvukový signál o registrácii prvkov, môže spôsobiť súčasné fungovanie zariadení.
Implementácia praktické využitie neklasické svetlo priviedlo výskumníkov k neuveriteľným výsledkom. V tomto smere je kvantová optika jedinečným moderným smerom s obrovskými možnosťami výskumu a aplikácie.
Poznámka 1
Moderná optika už dlho zahŕňa mnohé oblasti vedeckého sveta a vývoj, ktorý je žiadaný a populárny.
Tieto oblasti optickej vedy priamo súvisia s elektromagnetickými alebo kvantovými vlastnosťami svetla, vrátane iných oblastí.
Definícia 2
Fyziologická optika je nová interdisciplinárna veda, ktorá študuje zrakové vnímanieľahké a zjednocujúce informácie z biochémie, biofyziky a psychológie.
Berúc do úvahy všetky zákony optiky, táto časť vedy je založená na týchto vedách a má špeciálne praktické smerovanie. Prvky vizuálneho aparátu sú predmetom výskumu, ako aj Osobitná pozornosť jedinečné podujatia ako napr optická ilúzia a halucinácie. Výsledky práce v tejto oblasti sa využívajú vo fyziológii, medicíne, optickej technike a filmovom priemysle.
K dnešnému dňu sa ako názov obchodu častejšie používa slovo optika. Prirodzene, v takýchto špecializovaných miestach je možné zakúpiť rôzne zariadenia technickej optiky - šošovky, okuliare, mechanizmy na ochranu zraku. V tejto fáze majú obchody moderné vybavenie, ktorá umožňuje presne určiť zrakovú ostrosť na mieste, ako aj zistiť existujúce problémy a spôsoby ich odstránenia.
Každý vie alebo aspoň počul, že svetlo má vlastnosť lomu a odrazu. Ale iba vzorce geometrickej a vlnovej optiky môžu vysvetliť, ako alebo skôr na akom základe sa to deje. A celé toto učenie je založené na koncepte „lúča“, ktorý zaviedol Euklides tri storočia pred naším letopočtom. Čo je teda lúč z vedeckého hľadiska?
Lúč je priamka, po ktorej sa pohybujú svetelné vlny. Ako, prečo - na tieto otázky odpovedajú vzorce geometrickej optiky, ktorá je súčasťou vlnovej optiky. Ten druhý, ako by sa dalo predpokladať, považuje lúče za vlny.
Vzorce geometrickej optiky
Zákon priamočiareho šírenia: lúč v rovnakom type média má tendenciu šíriť sa priamočiaro. To znamená, že svetlo sa pohybuje po najkratšej ceste, ktorá existuje medzi dvoma bodmi. Dalo by sa dokonca povedať, že svetelný lúč sa snaží šetriť čas. Tento zákon vysvetľuje javy tieňa a penumbry.
Napríklad, ak samotný zdroj svetla malá veľkosť alebo sa nachádza v takej veľkej vzdialenosti, že jeho rozmery možno ignorovať, potom svetelný lúč vytvára jasné tiene. Ale ak zdroj svetla veľká veľkosť alebo je veľmi blízky dosah, potom svetelný lúč vytvára neostré tiene a penumbru.
Zákon nezávislého šírenia
Svetelné lúče majú tendenciu šíriť sa nezávisle od seba. To znamená, že sa navzájom nijako neovplyvnia, ak sa pretínajú alebo prechádzajú v nejakom homogénnom médiu. Zdá sa, že lúče si neuvedomujú existenciu iných lúčov.
Zákon odrazu
Predstavte si, že človek namieri laserové ukazovátko na zrkadlo. Samozrejme, lúč sa odrazí od zrkadla a bude sa šíriť v inom médiu. Uhol medzi kolmicou na zrkadlo a prvým lúčom sa nazýva uhol medzi kolmicou na zrkadlo a druhým lúčom - uhol odrazu. Tieto uhly sú rovnaké.
Vzorce geometrickej optiky prezrádzajú mnohé situácie, na ktoré nikto ani len nepomyslí. Vysvetľuje napríklad, prečo sa v „priamom“ zrkadle môžeme vidieť presne takí istí, akí sme, a prečo jeho zakrivený povrch vytvára iný obraz.
a je uhol dopadu, b je uhol odrazu.
Zákon lomu
Lúč dopadu, lúč lomu a kolmica na zrkadlo sú umiestnené v rovnakej rovine. Ak je sínus uhla dopadu delený sínusom, získame hodnotu n, ktorá je pre obe prostredia konštantná.
n ukazuje, pod akým uhlom lúč z prvého média prechádza do druhého a ako súvisia zloženie týchto médií.
i - uhol pádu. r - uhol lomu. n 21 - index lomu.
hriech i / hriech r \u003d n 2 / n 1 \u003d n 21
Zákon reverzibilnosti svetla
Čo hovorí zákon reverzibility svetla? Ak sa lúč šíri po presne definovanej trajektórii v jednom smere, potom zopakuje rovnakú trasu v opačnom smere.
Výsledky
Vzorce geometrickej optiky v trochu zjednodušenej forme vysvetľujú, ako funguje lúč svetla. V tomto nie je nič ťažké. Áno, vzorce a zákony geometrickej optiky zanedbávajú niektoré vlastnosti vesmíru, ale ich význam pre vedu nemožno podceňovať.
