физика огэ. Закон прямолинейного распространения света в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Чаще всего прямолинейное распространение света мы наблюдаем вводе или в воздухе, которые считаем однородными.
 Скачать 0.65 Mb.
|
|
Геометрическая оптика Вначале в. в физике сформировался раздел, называемый геометрической оптикой, который с помощью прямолинейного хода лучей в однородной среде и их преломления на границах раздела сред описывает принципы формирования изображений на сетчатке глаза или на экране. 1. Закон прямолинейного распространения света в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Чаще всего прямолинейное распространение света мы наблюдаем вводе или в воздухе, которые считаем однородными. Прямолинейность распространения света проявляется в образовании тени от непрозрачного тела, если его освещают точечным источником света. Если тот же предмет освещают двумя точечными источниками света S 1 и S 2 или одним протяженным источником, тона экране возникают участки, которые освещены частично и носят название полутени. Примером образования тени и полутени в природе является солнечное затмение. 2. Закон отражения света при отражении пучка света от гладкой поверхности можно обнаружить, что луч падающий и луч отраженный лежат водной плоскости с перпендикуляром к границе раздела сред, восставленным в точке падения. Угол падения равен углу отражения : 3. Закон преломления света при падении пучка света луч падающий и луч преломленный лежат водной плоскости с перпендикуляром к границе раздела двух сред, восставленным к точке падения. Между углом преломления γ и углом падения выполняется следующее соотношение 1 sin sin n n или n 1 sin = n 2 sin где n 1 и n 2 – абсолютные показатели преломления двух сред. Абсолютный показатель n преломления среды показывает, как будет преломляться луч на границе среда – вакуум. Таким образом, вакуум выступает в качестве некой абсолютной среды, которая используется для характеристики различных других сред. Абсолютный показатель преломления связан со скоростью света в среде и скоростью света в вакууме c: n = Явление полного внутреннего отражения от границы двух сред Если источник света находится в среде с показателем преломления n 1 , то испускаемые им лучи, достигая границы данной среды со средой, характеризуемой показателем преломления n 2 < n 1 , преломляются так, что угол преломления γ больше угла падения . При этом часть падающего света, как на любой границе раздела, отражается в среду с показателем преломления n 1 . Если значение угла падения пр таково, что угол преломления γ пр = 90°, то свет не выходит в среду с показателем преломления n 2 < n 1 , а полностью отражается в среду, где находится источник. Такое явление называется явлением полного внутреннего отражения, а угол пр, соответствующий углу преломления γ = 90°, называется предельным углом полного внутреннего отражения и определяется равенством 2 1 sin n n . Полное внутреннее отражение наблюдается и при всех углах падения > пр, что и объясняет название этого угла как предельного. Линза. Формула тонкой линзы Чаще всего встречается сферическая линза, которая представляет собой однородное прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями. Линия О 1 О 2 , соединяющая центры сфер, ограничивающие поверхность линзы, называется главной оптической осью линзы. Плоскость Л 1 Л 2 , проходящая через линию пересечения сфер, ограничивающих линзу, называется плоскостью линзы. Плоскость линзы перпендикулярна главной оптической оси линзы. Точка О пересечения плоскости линзы и ее главной оптической оси называется центром линзы. Отрезок оптической оси, заключенный между сферами, ограничивающими линзу, называется толщиной линзы d. Линза называется тонкой, если d << R 1 и d << R 2 , где R 1 и R 2 – радиусы сфер, ограничивающих линзу. Эти радиусы называются радиусами кривизны поверхностей линзы На рисунке представлены простейшие профили стеклянных линз плоско-выпуклая (а, двояковыпуклая (б, плоско-вогнутая (в, и двояковогнутая (г. Первые две из них в воздухе являются собирающими линзами, а вторые две – рассеивающими. Эти названия связаны стем, что в собирающей линзе луч, преломляясь, отклоняется в сторону оптической оси, а в рассеивающей наоборот. Лучи, идущие параллельно главной оптической оси, отклоняются за собирающей линзой (атак, что собираются в точке, называемой фокусом. В рассеивающей линзе лучи, идущие параллельно главной оптической оси, отклоняются так, что в фокусе, находящемся со стороны падающих лучей, собираются их продолжения (б. Расстояние до фокусов с одной и другой стороны тонкой линзы одинаково и не зависит от профиля правой и левой поверхностей линзы. Фокусное расстояние F – расстояние от центра линзы до фокуса – зависит только от показателя преломления n материала линзы и радиусов кривизны сфер, ограничивающих поверхность линзы например, для двояковыпуклой собирающей линзы, ограниченной сферами с радиусами R 1 и R 2 , 1 2 1 1 1 Расстояние d от точечного источника до линзы связано с расстоянием f от линзы до его изображения и фокусным расстоянием F линзы соотношением Это соотношение и называют формулой тонкой линзы. Знак «+» перед ставится в случае действительного изображения, знак «–» - в случае мнимого изображения. Величина называется оптической силой линзы. Если фокусное расстояние F выражено в метрах, то оптическая сила линзы D получается в диоптриях (дптр). Оптическая сила собирающей линзы считается положительной, рассеивающей линзы – отрицательной. Отношение размера изображения Н в направлении, перпендикулярном главной оптической оси, к размеру предмета h в этом направлении называется линейным увеличением предмета в тонкой линзе (обозначается буквой Г. Для тонкой линзы можно доказать, что при любом типе изображения линейное увеличение равно: H f Г h d |