КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Основните законите на оптиката

Още през първия период на оптични изследвания са били инсталирани на опита на следните четири основни закони на оптични явления:

1. Законът на праволинейно разпространение на светлината.

2. Правото на независимостта на светлинните лъчи.

3. Законът на отражение на светлината от огледална повърхност.

4. Законът на пречупване на светлината на границата между две прозрачни среди, по-нататъшно проучване на тези закони показва, първо, че те

Те имат много по-дълбок смисъл, отколкото тя може да изглежда на пръв поглед, и, второ, че употребата им е ограничена и те са приблизителни само законите. Създаване на условия и ограничения на приложимост на основните оптични законите означаваше важен напредък в изучаването на природата на светлината.

Същността на тези закони е, както следва.

1. Законът на праволинейно разпространение на светлината. В еднородна среда, светлината се движи в права линия. Този закон е намерена в книгата на оптика, приписани на Евклид (300 г. пр.н.е.), и най-вероятно е бил известен и използван много по-рано.

Емпиричните доказателства на този закон може да бъде наблюдения на остри сенки, дадени от точковите източници на светлина, или да се получат образи с малки дупки. Връзката между обекта и неговата сянка очертания, когато осветени от точков източник (т.е. източник, чиито размери са много малки в сравнение с разстоянието до обекта) съответства на геометрична проекция чрез прави линии (фиг. 1.1). По същия начин, Фиг. 1.2 илюстрира производството на изображения с малки отвори, при което формата и размера на изображенията показват, че проекцията се извършва с помощта на прави греди.

праволинейни право размножаване може да се разглежда като твърдо установена от опит. Той има много дълбок смисъл, защото понятието за права линия, очевидно е резултат от оптични наблюдения. Геометрични понятия като права линия, представляваща най-късото разстояние между две точки, има концепция на линията, по която светлината се разпространява в еднородна среда. Тя произхожда практикува от незапомнени времена контролни модели изправеност или статии по линията на погледа.

Подробно проучване на явленията, описани показва, че законът за праволинейното разпространение на светлината изтича, ако стигаме до много малки дупки. По този начин, в експеримента показан на Фиг. 1.2, ние получи добро изображение на размера на отворите от около 0.5 mm; изображението е много несъвършен при 0.02-0.03 мм дупка. Изображенията не са успели, и на екрана ще бъде осветен равномерно с големината на отвора на около 0.5-1 микрона. Изключения от правото на праволинейно разпространение на светлината са разглеждани в изследването на дифракция.



2. Правото на независимостта на светлинните лъчи. Светлинен поток може да бъде разделена на отделни светлинни лъчи, те се отделят, например посредством диафрагми. Ефектът на тези светлинни лъчи е избран от независим, т.е. ефектът произведени от отделните лъч не зависи от това дали има други греди едновременно или се елиминира. Например, ако обектива на камерата е изложена на светлина от огромен пейзаж, който блокира достъпа на светлинните лъчи, ние не се променят образа, даден от останалите.

Deeper съдържание на закона е намерена в явленията на светлина намеса

3. Законът на отражение на светлината. инцидент лъч, нормалата към отразяващата повърхност и отразения лъч са в една и съща равнина (. Фигура 1.3), ъглите между лъчите и нормалната са равни: ъгълът на падане е равен на ъгъла на отражение аз съм `. Този закон също се споменава в книгата на Евклид.

Създаването на своя свързан с използването на полирани метални повърхности (огледала), които вече са известни в много отдалечена епоха.

4. Законът на пречупване на светлината. лъч на инцидента и пречупен лъч, са в една и съща равнина с нормалата към интерфейса. Ъгълът на падане I и ъгъла на пречупване R (фиг. 1.4) са свързани с

където N - постоянен, независим от I и R ъгли. Стойността на п - индекс на пречупване, определена от свойствата на двете среди през който светлината преминава границата дял, и също така зависи от цветни лъчи.

Феноменът на пречупване на светлината, вече е била известна на Аристотел (350 пр.н.е.). Опитът да се установи количественото право принадлежи на известния астроном Птоломей, който направи измерване на ъглите на падане и пречупване. Той цитира измервания са доста точни. Птолемей взе предвид ефекта на пречупване в атмосферата на видимата позиция на небесните тела (атмосферно рефракция) и дори направи таблица на пречупване. Въпреки това, измервания Птоломей се отнасят до относително малки ъгли, и така той дойде до погрешно заключение за пропорционалността на ъгъла на ъгъл на пречупване на падане. Много по-късно (около 1000) Арабски оптик Хейзън (Alhaytam) установи, че съотношението на ъглите на падане и пречупване не остава постоянна, но правилният израз на закона не може да даде. Правилната формулировка на закона на пречупване принадлежи Snell (1591-1626), който посочи, в работата си, остават непубликувани, че съотношението на косеканс ъгли на падане и пречупване остава постоянна, и Декарт, който е дал на своя "диоптрика" (1637 съвременната формулировка на закона на пречупване. Декарт е установила своята закон за 1630 г;. дали той е наясно с проучването Snell - не е ясно.

Законът на отражение и пречупване закон също е валидно само при определени условия. В случая, когато размера на отразяващата повърхност огледалото или разделяне на двете среди е малка, се наблюдава забележимо отклонение от посочените по-горе закони (вж. Глава за дифракция).

В допълнение към явлението дифракция, основните закони, обсъдени по-горе, могат да бъдат нарушени в случая на нелинейни явления, наблюдавани при светлинните лъчи достатъчно висок интензитет.

Въпреки това, за по-голямата областта на явленията, наблюдавани при конвенционалните оптични устройства, всички тези закони се прилагат достатъчно строго. Ето защо, една много важна част от почти оптика - учението на оптични инструменти - тези закони могат да се считат за доста приложими. Целият първи етап на учението на света стоеше в проучванията, свързани с установяването на тези закони и тяхното прилагане, т.е. Той полага основите на геометрията или радиация, оптика.

Основното свойство на светлината - праволинейни размножаване - очевидно причинена теорията на Нютон да държи изтичането на светлинни частици, които се движат в права линия, по законите на механиката (законът на инерцията). Огромните постижения, направени от Нютон в механиката, имаше основно влияние върху възгледите му за оптични явления. Послания от отражението на светлината се разбира по същия начин еластична топка, когато се удря в самолета. Пречупване Нютон обяснено, както и Декарт, привличането на частиците на светлина пречупващи среда, като по този начин се променя скоростта на светлината частици в прехода от първата към втората среда.

Тази теория поставя определено физическо значение на коефициента на пречупване: п е съотношението на скоростта на светлината частици в първа и втора среда, и скоростта на светлината в оптично плътна среда е по-голямо, отколкото в по-малка плътност.

Във времето на Нютон е не преки измервания на скоростта на светлината са направени в различни среди. Следователно, в резултат на изхода не може да бъде проверена директно. Впоследствие тези измервания са извършени (Фуко, 1850) и показаха, че скоростта на светлината в твърда среда (вода, например) е по-малка от скоростта на светлината във въздуха, докато индексът на пречупване на светлината при преминаването от въздух към вода е 1.33, т.е. по-голям от единица. По този начин, индекс на пречупване Нютоновата тълкуване е неправилно.

В ерата на определяне на Нютон скорост се извършва с което светлината се разпространява в междупланетното пространство (Roemer, 1676). Тази дефиниция е дадена стойност от около 300 000 km / сек. Такова огромно количество светлина скорост размножаване направи много съвременници на Нютон неприемливо според него на света, защото тя изглеждаше трудно да се предотврати наличието на частици бързам с такава скорост.

Съвременник на Нютон, Хюйгенс прави различна теория на "Трактат за световната" светлината, написана през 1678, публикувана през 1690). Той започва от аналогията между много акустични и оптични явления, и смята, че светлината на възбуждане трябва да се разглежда като еластични импулси посадъчен в определена среда - въздух, изпълвайки цялото пространство вътре в материалното тяло, така и между тях. Огромната скоростта на светлината се определя от свойствата на (своята еластичност и плътност) и не включва бързи движения на частици с етер. От наблюдения на разпространението на повърхностни вълни вода е известно, че сравнително бавно движение на частиците нагоре и надолу, може да доведе до вълни, бързо разпространение на повърхността на водата.

Въпреки че Хюйгенс и говорихме за светлинни вълни, той не се инвестира в тази концепция на съдържанието, което е получила по-късно, и който сега е приет. Той също така не е имал представа на периодичност в явленията на светлината и, следователно, не е използвал понятието дължина на вълната, като се предполага, че светлината се движи по права линия, без значение колко е малък, че не е дупка, през която преминава, за "дупката винаги е достатъчно голяма, за да се приложат на голям брой невъобразимо малки частици етерното значение. "

От идеите на най-голямата стойност Хюйгенс "е основният принцип, който носи неговото име и да ги номинира като метод за намиране на посоката на разпространение на светлинните импулси. Използването на този принцип, Хюйгенс обясни не само на обикновените закони на отражение и пречупване, а дори и на явлението двойно пречупване в Исландия препирам, открит през 1670 Bartolinusom.

Принцип на Хюйгенс "могат да бъдат обобщени, както следва:

Всяка точка, която излиза наяве възбуждане, от своя страна е в центъра на вторичните вълни; повърхност на плика в някакъв момент от време, тези вторични вълни показва позицията на тази точка в предната част на посадъчния вълна прави.

През XVIII век, на еритроцитите теория на светлината (изтичане на теория) има господстващо положение в областта на науката, обаче, рязко борба между този и вълновата теория на светлината не спря. Яростен противник на изтичане на теорията е Ойлер "новата теория на светлината и цветовете", 1746), и Ломоносов ( "Произход на Light, нова теория за цвета представлява", 1756): и двамата защитава и развива идеята за светлината като вълнообразно вибрации на етер.

В началото на XIX век започва да се развива последователно развита система от оптика вълна. Главната роля се играе от творбите на млади и Френел. Френел (1815) изяснен принципа на Хюйгенс, добавяйки към неговия принцип на намеса Юнг, с което последният е дал през 1801 задоволително тълкуване на цвета на тънки плочи, наблюдавани в отразена светлина. Принцип на Хюйгенс-Френел, не само обясни задоволително праволинейно разпространение на светлината, но и се оставя да се реши въпроса за разпределението на интензитета на светлината, когато светлината преминава от препятствия, т.е. разгледа явлението дифракция.

В бъдеще изследването на феномена на светлина и поляризация намеса на поляризирана светлина (Френел и Arago) позволи да се създаде специално светлинни вълни, които бяха обяснени с Young и Френел използване на предположението, че светлинните вълни са напречни, т.е. че колебанията в посока, перпендикулярна на посоката им на разпространение.

Основни понятия на геометричната оптика:

1. напреднала фронтът на вълната - набор от най-отдалечените от изходните точки, които бяха дошли за размножаване на вълната.

2. ъгъла на падане на вълната - на ъгъла между лъча на инцидент и нормалата към интерфейса между две медии в точката на падане.

3. Ъгълът на отражение - на ъгъла между отразения лъч и нормалата към отразяващата повърхност.

4. Законът на отражение на вълните: Ъгълът на отражение е равен на ъгъла на падане. лъч на инцидента и перпендикуляра към vosstavlenny точка на падане на отразяващите повърхности лежат в една равнина.

5. пречупване - Промяна на посоката на разпространение на вълната при прехода от една среда в друга. Разрушението вълни при прехода от една среда в друга е, защото скоростта на разпространение на вълната в тези среди са различни.

6. ъгъл на пречупване - на ъгъла между пречупен лъч и нормалата към интерфейса, vosstavlennym в точката на падане.

7. Законът на пречупване вълни: Пиенето на синуса на ъгъла на падане на синуса на ъгъла на пречупване е постоянна за двете среди, които са равни на съотношението на светлинна скорост в тези среди:

sinα / sinβ = V на 1 / о 2

The пречупен лъч падащ лъч и нормалата към интерфейса между две медии в точката на падане лежат в една равнина.

8. абсолютен пречупване индекс на средата - физическа величина, равна на съотношението на светлина скорост във вакуум до скоростта на светлината в определена среда: N = C / V. Това показва колко пъти скоростта на светлината в дадена среда е по-малка от скоростта на светлината във вакуум. За всяка среда п>

9. закона на пречупване: Съотношението на синуса на ъгъла на падане на синуса на ъгъла на пречупване е съотношението на абсолютната индексът на пречупване на втори носител на първата:

sinα / sinβ = N 2 / N 1

Прочетете и отговорете на въпросите към текста: (критерии за оценка: 11- "оценка 5", 9 - "вкара 4", 7 - "вкара 3")

1. Какво процес може да се използва за откриване на светлинна енергия и измервания?

2. Посочете какви действия могат да имат светлина, тъй като те се случи (или те могат да бъдат открити).

3. Какво е лазер?

4. Списък на основните закони на геометричната оптика, и уточнява какви са те.

5. определя условията, при които справедливост и несправедливост тези или други закони на геометричната оптика.

6. Посочете основния собственост на светлина.

7. Посочете какво подразделен на клон на физиката, наречен "Optical явления".

8. Изберете модел, който се използва в геометрични оптика.

9. Въз основа на това, което е установено, че вълна естеството на светлината е?

10. Формулиране на принципа на Хюйгенс.

11. Запис основните понятия на геометричната оптика. Draw ъгли на падане, отражение и пречупване.

<== Предишна лекция | На следващата лекция ==>
| Основните законите на оптиката

; Дата: 12.12.2013; ; Прегледи: 1561; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:

  1. I. Основни цели, принципи и нива на политиката по заетостта и регулирането на пазара на труда
  2. I. Основен модел на социална политика в чужбина
  3. II. Neofreydizma: основни характеристики, основни представители
  4. III. Основните направления на държавната политика в областта на развитие на иновационната система
  5. IV. генетика Закони
  6. IV. Механизми и основните мерки на държавната политика в областта на развитие на иновационната система
  7. NGN: основните компоненти на технологията, най-важната функция на архитектурата.
  8. Q72) Главна тектонска област на Русия
  9. АДАПТАЦИЯ и средства за основни инструменти живи организми на екстремни условия на околната среда
  10. Азия в световната икономика. Основните показатели на икономическо и социално развитие
  11. Архитектурата, параметрите на мрежата и основните NGN протоколи
  12. Африка. Основните показатели на икономическо и социално развитие




ailback.ru - Edu Doc (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 11.45.9.24
Page генерирана за: 0.049 сек.