Ką tiria fizikos optikos skyrius. Kas yra optika? Difrakcinės gardelės pagrindinių maksimumų būklė

- (gr. optike vizualinio suvokimo mokslas, iš optos matomas, matomas), fizikos šaka, kurioje tiriama optinė spinduliuotė (šviesa), jos sklidimo procesai ir reiškiniai, stebimi veikiant šviesai ir in va. optinis radiacija reiškia ...... Fizinė enciklopedija

- (graikiškai optike, iš optomai matau). Šviesos doktrina ir jos poveikis akims. Užsienio žodžių žodynas, įtrauktas į rusų kalbą. Chudinovas A.N., 1910. OPTIKA Graik. optike, is optomai, matau. Mokslas apie šviesos sklidimą ir jos poveikį akims. Rusų kalbos svetimžodžių žodynas

optika- ir gerai. optika f. optike yra regėjimo mokslas. 1. pasenęs. Rayek (savotiška panorama). Aguona. 1908. Ile optikos stikline vaizdingos vietos ziuriu i savo valdas. Deržavinas Jevgenijus. Regėjimo bruožas, suvokimas, ką l. Mano akių optika ribota; viskas tamsoje.... Istorinis rusų kalbos galicizmų žodynas

Šiuolaikinė enciklopedija

Optika– OPTIKA – fizikos šaka, tirianti šviesos sklidimo procesus, jos sklidimą įvairiose terpėse ir sąveiką su medžiaga. Optika tiria matomą elektromagnetinių bangų spektro dalį ir šalia jos esantį ultravioletinį ... Iliustruotas enciklopedinis žodynas

OPTIKA – fizikos šaka, tirianti šviesą ir jos savybes. Pagrindiniai aspektai apima fizinę ŠVIESOS prigimtį, apimančią ir bangas, ir daleles (FOTONUS), ATSpindį, lūžį, šviesos poliarizaciją ir jos perdavimą įvairiomis terpėmis. Optika…… Mokslinis ir techninis enciklopedinis žodynas

OPTIKA, optika, pl. ne, moteris (graikiškai optiko). 1. Fizikos katedra, mokslas, tiriantis šviesos reiškinius ir savybes. Teorinė optika. Taikomoji optika. 2. surinkti Prietaisai ir įrankiai, kurių veikimas paremtas šio mokslo dėsniais (specialieji). Aiškinamasis ...... Ušakovo aiškinamasis žodynas

- (iš graikų optike, vizualinio suvokimo mokslas) fizikos šaka, tirianti šviesos sklidimo procesus, jos sklidimą įvairiose terpėse ir šviesos sąveiką su medžiaga. Optika tiria platų elektromagnetinio spektro sritį ... Didysis enciklopedinis žodynas

OPTIKA, ir, moterims. 1. Fizikos šaka, tirianti šviesos sklidimo, sklidimo ir sąveikos su medžiaga procesus. 2. surinkti Prietaisai ir instrumentai, kurių veikimas paremtas šio mokslo dėsniais. Skaidulinės optikos (specialioji) optikos sekcija, ... ... Aiškinamasis Ožegovo žodynas

OPTIKA- (iš graikų opsis vision), šviesos doktrina, neatsiejama fizikos dalis. O. iš dalies įtrauktas į geofizikos sritį (atmosferos O., jūrų optika ir kt.), iš dalies į fiziologijos sritį (fiziologinis O.). Pagal savo pagrindinę fizinę turinys O. skirstomas į fizinį ... ... Didžioji medicinos enciklopedija

Knygos

Optika, A.N. Matvejevas. SSRS Aukštojo ir vidurinio mokslo ministerijos patvirtintas kaip vadovėlis universitetų fizinių specialybių studentams Atkurtas originalia leidinio autoriaus rašyba ...

- Optikos raidos istorija.

- Pagrindinės Niutono korpuskulinės teorijos nuostatos.

- Huygenso bangų teorijos pagrindai.

- Požiūriai į šviesos prigimtį XIX – XX šimtmečius.

- Optikos pagrindai.

- Šviesos ir geometrinės optikos banginės savybės.

- Akis kaip optinė sistema.

- Spektroskopas.

- Optinis matavimo prietaisas.

- Išvada.

- Naudotos literatūros sąrašas.

Optikos raidos istorija.

Optika yra šviesos prigimties, šviesos reiškinių ir šviesos sąveikos su medžiaga tyrimas. Ir beveik visa jos istorija yra atsakymo paieškų istorija: kas yra šviesa?

Vieną pirmųjų šviesos teorijų – vizualinių spindulių teoriją – iškėlė graikų filosofas Platonas apie 400 m. pr. Kr. e. Šioje teorijoje buvo daroma prielaida, kad iš akies sklinda spinduliai, kurie, susitikę su objektais, juos apšviečia ir sukuria aplinkinio pasaulio vaizdą. Platono pažiūras palaikė daugelis antikos mokslininkų, o ypač Euklidas (III a. pr. Kr.), remdamasis vizualinių spindulių teorija, įkūrė tiesinio šviesos sklidimo doktriną, įtvirtino atspindžio dėsnį.

Tais pačiais metais buvo nustatyti šie faktai:

– šviesos sklidimo tiesumas;

– šviesos atspindžio reiškinys ir atspindžio dėsnis;

- šviesos lūžio reiškinys;

yra įgaubto veidrodžio fokusavimo veiksmas.

Senovės graikai padėjo pamatus optikos šakai, vėliau pavadintai geometrine.

Įdomiausias optikos darbas, atėjęs pas mus nuo viduramžių, yra arabų mokslininko Alhazeno darbas. Jis tyrinėjo šviesos atspindį nuo veidrodžių, lūžio reiškinį ir šviesos praėjimą pro lęšius. Alhazenas pirmasis pasiūlė, kad šviesos sklidimo greitis yra baigtinis. Ši hipotezė buvo pagrindinė

žingsnis siekiant suprasti šviesos prigimtį.

Renesanso laikais buvo padaryta daug įvairių atradimų ir išradimų; eksperimentinis metodas pradėtas kurti kaip aplinkinio pasaulio tyrimo ir pažinimo pagrindas.

Remiantis daugybe eksperimentinių faktų XVII amžiaus viduryje, iškilo dvi hipotezės apie šviesos reiškinių prigimtį:

- korpuskulinė, o tai rodo, kad šviesa yra dalelių srautas, kurį dideliu greičiu išstumia šviečiantys kūnai;

- banga, teigianti, kad šviesa yra išilginis svyruojantis specialios šviečiančios terpės - eterio - judėjimas, sužadintas šviečiančio kūno dalelių virpesių.

Visa tolesnė šviesos doktrinos raida iki šių dienų yra šių hipotezių, kurių autoriai buvo I. Niutonas ir H. Huygensas, raidos ir kovos istorija.

Pagrindinės Niutono korpuskulinės teorijos nuostatos:

1) Šviesą sudaro mažos medžiagos dalelės, skleidžiamos visomis kryptimis tiesiomis linijomis arba spinduliais, kuriuos šviečia kūnas, pavyzdžiui, deganti žvakė. Jei šie spinduliai, susidedantys iš kūnelių, patenka į mūsų akis, tada matome jų šaltinį (1 pav.).

2) Šviesos ląstelės yra skirtingo dydžio. Didžiausios dalelės, patekusios į akį, suteikia raudonos spalvos pojūtį, mažiausios – violetinę.

3) Balta spalva – visų spalvų mišinys: raudona, oranžinė, geltona, žalia, mėlyna, indigo, violetinė.

4) Šviesos atspindys nuo paviršiaus atsiranda dėl to, kad ląstelės atsispindi nuo sienos pagal absoliutaus tamprumo dėsnį (2 pav.).

5) Šviesos lūžio reiškinys paaiškinamas tuo, kad terpės dalelės traukia korpusus. Kuo tankesnė terpė, tuo mažesnis lūžio kampas nei kritimo kampas.

6) Šviesos sklaidos reiškinį, kurį atrado Niutonas 1666 m., jis paaiškino taip. Kiekviena spalva jau yra baltoje šviesoje. Visos spalvos perduodamos per tarpplanetinę erdvę ir atmosferą kartu ir suteikia baltos šviesos efektą. Balta šviesa – įvairių kūnelių mišinys – lūžta eidama per prizmę. Mechaninės teorijos požiūriu lūžis atsiranda dėl stiklo dalelių jėgų, veikiančių šviesos korpusus. Šios jėgos skirtingiems korpusams yra skirtingos. Jie yra didžiausi violetinei, o mažiausi - raudonai. Korpusulių kelias prizmėje kiekvienai spalvai lūžta savaip, todėl baltas kompleksinis pluoštas bus padalintas į spalvotus komponentinius pluoštus.

7) Niutonas išdėstė būdus, kaip paaiškinti dvigubą refrakciją, iškeldamas hipotezę, kad šviesos spinduliai turi „skirtingas puses“ – tai ypatinga savybė, sukelianti skirtingą jų lūžį, kai jie praeina pro dvejopą lūžį.

Niutono korpuskulinė teorija patenkinamai paaiškino daugelį tuo metu žinomų optinių reiškinių. Jos autorius turėjo didžiulį prestižą mokslo pasaulyje, o netrukus Niutono teorija susilaukė daugybės šalininkų visose šalyse.

Huygenso šviesos bangų teorijos pagrindai.

1) Šviesa yra tamprių periodinių impulsų pasiskirstymas eteryje. Šie impulsai yra išilginiai ir panašūs į garso impulsus ore.

2) Eteris yra hipotetinė terpė, užpildanti dangaus erdvę ir tarpus tarp kūnų dalelių. Jis yra nesvarus, nepaklūsta visuotinės gravitacijos dėsniams ir turi didelį elastingumą.

3) Eterio virpesių sklidimo principas yra toks, kad kiekvienas jo taškas, kurį pasiekia sužadinimas, yra antrinių bangų centras. Šios bangos yra silpnos, o poveikis pastebimas tik ten, kur jų apvalkalas praeina.

paviršius – bangos frontas (Huygenso principas) (3 pav.).

Šviesos bangos, sklindančios tiesiai iš šaltinio, sukelia regėjimo pojūtį.

Labai svarbus taškas Huygenso teorijoje buvo prielaida, kad šviesos sklidimo greitis yra baigtinis. Remdamasis savo principu, mokslininkas sugebėjo paaiškinti daugelį geometrinės optikos reiškinių:

– šviesos atspindžio reiškinys ir jo dėsniai;

- šviesos lūžio reiškinys ir jo dėsniai;

– visiško vidinio atspindžio fenomenas;

- dvigubos refrakcijos reiškinys;

- šviesos spindulių nepriklausomumo principas.

Huygenso teorija pateikė tokią terpės lūžio rodiklio išraišką:

Iš formulės matyti, kad šviesos greitis turėtų priklausyti atvirkščiai nuo absoliutaus terpės indekso. Ši išvada buvo priešinga išvadai, kuri išplaukia iš Niutono teorijos. Žemas XVII amžiaus eksperimentinės technologijos lygis neleido nustatyti, kuri iš teorijų buvo teisinga.

Daugelis abejojo Huygenso bangų teorija, tačiau tarp nedaugelio banginių požiūrių į šviesos prigimtį šalininkų buvo M. Lomonosovas ir L. Euleris. Nuo šių mokslininkų tyrimų Huygenso teorija pradėjo formuotis kaip bangų, o ne tik aperiodinių virpesių, sklindančių eteryje, teorija.

Požiūriai į šviesos prigimtį XIX - XX šimtmečius.

1801 metais T. Jungas atliko eksperimentą, kuris nustebino pasaulio mokslininkus (4 pav.)

S yra šviesos šaltinis;

E - ekranas;

B ir C yra labai siauri plyšiai, esantys 1–2 mm atstumu.

Remiantis Niutono teorija, ekrane turėtų atsirasti dvi ryškios juostos, iš tikrųjų atsirado kelios šviesios ir tamsios juostos, o tiesiai priešais tarpą tarp plyšių B ir C – ryški linija P. Eksperimentas parodė, kad šviesa yra bangos reiškinys. Jungas sukūrė Huygenso teoriją turėdamas idėjų apie dalelių virpesius, apie virpesių dažnį. Jis suformulavo trukdžių principą, kuriuo remdamasis paaiškino plonų plokštelių difrakcijos, interferencijos ir spalvos reiškinį.

Prancūzų fizikas Fresnelis sujungė Huygenso bangų judesių ir Youngo trukdžių principą. Tuo remdamasis jis sukūrė griežtą matematinę difrakcijos teoriją. Fresnelis sugebėjo paaiškinti visus tuo metu žinomus optinius reiškinius.

Pagrindinės Frenelio bangų teorijos nuostatos.

- Šviesa - svyravimų sklidimas eteryje greičiu, kai eterio tamprumo modulis, r– eterio tankis;

– Šviesos bangos yra skersinės;

– Lengvasis eteris turi elastingo – kieto kūno savybių, yra absoliučiai nesuspaudžiamas.

Pereinant iš vienos terpės į kitą, eterio elastingumas nekinta, bet jo tankis keičiasi. Santykinis medžiagos lūžio rodiklis.

Skersiniai virpesiai gali atsirasti vienu metu visomis bangos sklidimo krypčiai statmenomis kryptimis.

Fresnelio darbai pelnė mokslininkų pripažinimą. Netrukus pasirodė daugybė eksperimentinių ir teorinių darbų, patvirtinančių banginį šviesos pobūdį.

XIX amžiaus viduryje imta atrasti faktų, rodančių ryšį tarp optinių ir elektrinių reiškinių. 1846 metais M. Faradėjus stebėjo šviesos poliarizacijos plokštumų sukimąsi kūnuose, patalpintuose magnetiniame lauke. Faradėjus pristatė elektrinių ir magnetinių laukų sąvoką kaip savotišką eterio perdangą. Atsirado naujas „elektromagnetinis eteris“. Pirmasis į šias nuomones dėmesį atkreipė anglų fizikas Maksvelas. Jis sukūrė šias idėjas ir sukūrė elektromagnetinio lauko teoriją.

Elektromagnetinė šviesos teorija neišbraukė Huygenso-Young-Fresnelio mechaninės teorijos, o perkėlė ją į naują lygmenį. 1900 metais vokiečių fizikas Planckas iškėlė hipotezę apie kvantinę spinduliuotės prigimtį. Jo esmė buvo tokia:

– šviesos emisija yra diskretiška;

- absorbcija taip pat vyksta atskiromis dalimis, kvantais.

Kiekvieno kvanto energija pavaizduota formule E = h n, Kur h yra Planko konstanta ir n yra šviesos dažnis.

Praėjus penkeriems metams po Plancko, buvo paskelbtas vokiečių fiziko Einšteino darbas apie fotoelektrinį efektą. Einšteinas tikėjo:

- šviesa, kuri dar nesąveikavo su medžiaga, turi granuliuotą struktūrą;

– fotonas yra diskrečios šviesos spinduliuotės struktūrinis elementas.

Taip atsirado nauja kvantinė šviesos teorija, gimusi Niutono korpuskulinės teorijos pagrindu. Kvantas veikia kaip korpuskulas.

Pagrindinės nuostatos.

– Šviesa skleidžiama, sklinda ir sugeriama atskiromis dalimis – kvantais.

- Šviesos kvantas – fotonas neša energiją, proporcingą bangos dažniui, kuriuo jį apibūdina elektromagnetinė teorija E = h n .

- Fotonas turi masę (), impulsą ir momento momentą ().

– Fotonas, kaip dalelė, egzistuoja tik judėdamas, kurio greitis yra šviesos sklidimo greitis tam tikroje terpėje.

– Visoms sąveikoms, kuriose dalyvauja fotonas, galioja bendrieji energijos ir impulso tvermės dėsniai.

– Elektronas atome gali būti tik kai kuriose atskirose stabiliose stacionariose būsenose. Būdamas nejudančiose būsenose, atomas nespinduliuoja energijos.

– Pereidamas iš vienos stacionarios būsenos į kitą, atomas skleidžia (sugeria) fotoną, kurio dažnis, (kur E1 Ir E2 yra pradinės ir galutinės būsenos energijos).

Atsiradus kvantinei teorijai tapo aišku, kad korpuskulinės ir banginės savybės yra tik dvi pusės, dvi tarpusavyje susijusios šviesos esmės apraiškos. Jie neatspindi materijos diskretiškumo ir tęstinumo dialektinės vienybės, kuri išreiškiama tuo pačiu metu pasireiškus bangoms ir korpuskulinėms savybėms. Vieną ir tą patį spinduliavimo procesą galima aprašyti tiek naudojant erdvėje ir laike sklindančių bangų matematinį aparatą, tiek pasitelkus statistinius metodus, numatančius dalelių atsiradimą tam tikroje vietoje ir tam tikru laiku. Abu šie modeliai gali būti naudojami vienu metu ir, atsižvelgiant į sąlygas, pirmenybė teikiama vienam iš jų.

Pastarųjų metų pasiekimai optikos srityje tapo įmanomi tiek kvantinės fizikos, tiek bangų optikos raidos dėka. Šiandien šviesos teorija toliau vystosi.

Optika yra fizikos šaka, tirianti šviesos savybes ir fizikinę prigimtį, taip pat jos sąveiką su medžiaga.

Paprasčiausi optiniai reiškiniai, tokie kaip šešėlių susidarymas ir vaizdų kūrimas optiniuose prietaisuose, gali būti suprantami geometrinės optikos rėmuose, kurie veikia su atskirų šviesos spindulių samprata, paklūstantiems žinomiems lūžio ir atspindžio dėsniams ir yra nepriklausomi. vienas kito. Norint suprasti sudėtingesnius reiškinius, reikalinga fizinė optika, kuri šiuos reiškinius nagrinėja atsižvelgiant į fizinę šviesos prigimtį. Fizinė optika leidžia išvesti visus geometrinės optikos dėsnius ir nustatyti jų taikymo ribas. Nežinant šių ribų, formalus geometrinės optikos dėsnių taikymas konkrečiais atvejais gali lemti rezultatus, prieštaraujančius stebimiems reiškiniams. Todėl negalima apsiriboti formalia geometrinės optikos konstrukcija, o į ją reikia žiūrėti kaip į fizikinės optikos šaką.

Šviesos pluošto sąvoką galima gauti nagrinėjant tikrą šviesos spindulį vienalytėje terpėje, nuo kurios siauras lygiagretus spindulys atskiriamas naudojant diafragmą. Kuo mažesnis šių skylių skersmuo, tuo spindulys siauresnis, o riboje, pereinant į savavališkai mažas skylutes, atrodytų, kad šviesos spindulį galima gauti kaip tiesią liniją. Bet toks savavališkai siauro pluošto (spindulio) atskyrimo procesas neįmanomas dėl difrakcijos reiškinio. Neišvengiamas tikrojo šviesos pluošto, praeinančio per D skersmens diafragmą, kampinį plėtimąsi lemia difrakcijos kampas j ~ l / D. Tik ribiniu atveju, kai l=0, toks plėtimasis neįvyktų, o apie spindulį būtų galima kalbėti kaip apie geometrinę liniją, kurios kryptis lemia šviesos energijos sklidimo kryptį.

Taigi šviesos spindulys yra abstrakti matematinė sąvoka, o geometrinė optika yra apytikslis ribinis atvejis, į kurį patenka bangų optika, kai šviesos bangos ilgis pasiekia nulį.

Akis kaip optinė sistema.

Žmogaus regėjimo organas yra akys, kurios daugeliu atžvilgių yra labai tobula optinė sistema.

Apskritai žmogaus akis yra apie 2,5 cm skersmens sferinis kūnas, vadinamas akies obuoliu (5 pav.). Nepermatomas ir tvirtas išorinis akies apvalkalas vadinamas sklera, o skaidri ir labiau išgaubta priekinė jos dalis – ragena. Viduje sklera yra padengta gyslainiu, susidedančiu iš kraujagyslių, maitinančių akį. Prieš rageną gyslainė pereina į skirtingų žmonių nevienodos spalvos rainelę, kurią nuo ragenos skiria kamera su skaidria vandeninga mase.

Rainelė turi apvalią skylutę, vadinamą vyzdžiu, kurios skersmuo gali skirtis. Taigi rainelė atlieka diafragmos, reguliuojančios šviesos patekimą į akį, vaidmenį. Ryškioje šviesoje vyzdys sumažėja, o esant silpnam - padidėja. Akies obuolio viduje už rainelės yra lęšiukas, kuris yra abipus išgaubtas skaidrios medžiagos lęšis, kurio lūžio rodiklis yra apie 1,4. Lęšį riboja žiedinis raumuo, kuris gali pakeisti jo paviršių kreivumą, taigi ir optinę galią.

Gyslainė akies vidinėje pusėje yra padengta šviesai jautraus nervo šakomis, ypač storomis priešais vyzdį. Šios atšakos sudaro tinklainę, ant kurios gaunamas tikras objektų vaizdas, sukurtas akies optinės sistemos. Tarpas tarp tinklainės ir lęšiuko užpildytas skaidriu stiklakūniu, kurio struktūra yra želatinė. Tinklainėje esančių objektų vaizdas yra apverstas. Tačiau smegenų, kurios gauna signalus iš šviesai jautraus nervo, veikla leidžia matyti visus objektus natūraliose padėtyse.

Atpalaidavus žiedinį akies raumenį, tinklainėje gaunamas tolimų objektų vaizdas. Apskritai akies prietaisas yra toks, kad žmogus be įtampos mato objektus, esančius ne arčiau kaip 6 metrai nuo akies. Arčiau esančių objektų vaizdas šiuo atveju gaunamas už tinklainės. Norint gauti aiškų tokio objekto vaizdą, žiedinis raumuo vis labiau suspaudžia lęšį, kol objekto vaizdas atsiduria tinklainėje, o tada lęšiuką išlaiko suspaustą.

Taigi žmogaus akies „fokusavimas“ atliekamas keičiant lęšio optinę galią žiedinio raumens pagalba. Akies optinės sistemos gebėjimas sukurti skirtingus objektus, esančius skirtingais atstumais nuo jos, yra vadinamas akomodacija (iš lotyniško „akomodacija“ – adaptacija). Žiūrint labai tolimus objektus, į akį patenka lygiagretūs spinduliai. Šiuo atveju sakoma, kad akis prisitaiko iki begalybės.

Akies akomodacija nėra begalinė. Apvalaus raumens pagalba akies optinė galia gali padidėti ne daugiau kaip 12 dioptrijų. Ilgai žiūrint į arti esančius objektus, akis pavargsta, ima atsipalaiduoti žiedinis raumuo ir daikto vaizdas susilieja.

Žmogaus akys leidžia gerai matyti objektus ne tik dienos šviesoje. Akies gebėjimas prisitaikyti prie tinklainės šviesai jautraus nervo galūnių įvairaus laipsnio dirginimo, t.y. prie įvairaus stebimų objektų ryškumo laipsnio vadinamas adaptacija.

Akių regėjimo ašių suartėjimas tam tikrame taške vadinamas konvergencija. Kai objektai yra dideliu atstumu nuo žmogaus, tada perkeliant akis nuo vieno objekto prie kito atstumas tarp akių ašių praktiškai nesikeičia ir žmogus praranda galimybę teisingai nustatyti objekto padėtį. . Kai objektai yra labai toli, akių ašys yra lygiagrečios, žmogus net negali nustatyti, ar objektas, į kurį jis žiūri, juda, ar ne. Tam tikrą vaidmenį nustatant kūnų padėtį taip pat atlieka žiedinio raumens jėga, kuri suspaudžia lęšį žiūrint į arti žmogaus esančius objektus. avis.

diapazonas apimtis.

Spektrams stebėti naudojamas spektroskopas.

Labiausiai paplitęs prizminis spektroskopas susideda iš dviejų vamzdelių, tarp kurių patalpinta trikampė prizmė (7 pav.).

Vamzdyje A, vadinamame kolimatoriumi, yra siauras plyšys, kurio plotį galima reguliuoti sukant varžtą. Prieš plyšį dedamas šviesos šaltinis, kurio spektras turi būti ištirtas. Plyšys yra kolimatoriaus plokštumoje, todėl šviesos spinduliai iš kolimatoriaus išeina lygiagrečio pluošto pavidalu. Praėję pro prizmę, šviesos spinduliai nukreipiami į vamzdelį B, per kurį stebimas spektras. Jei spektroskopas skirtas matavimams, ant spektro vaizdo specialiu prietaisu uždedamas mastelio vaizdas su padalomis, leidžiantis tiksliai nustatyti spalvų linijų padėtį spektre.

Optinis matavimo prietaisas – tai matavimo priemonė, kurioje taikymas (valdomo objekto ribų derinimas su matymo linija, kryželiu ir kt.) arba dydžio nustatymas atliekamas naudojant optinio veikimo principą turintį prietaisą. Yra trys optinių matavimo prietaisų grupės: prietaisai su optinio stebėjimo principu ir mechaniniu judėjimo pranešimo būdu; prietaisai su optiniu stebėjimu ir judėjimo pranešimu; prietaisai, turintys mechaninį kontaktą su matavimo prietaisu, su optiniu metodu, skirtu nustatyti sąlyčio taškų judėjimą.

Iš prietaisų projektoriai pirmieji paplito sudėtingo kontūro ir mažų matmenų dalių matavimui ir valdymui.

Antras labiausiai paplitęs prietaisas – universalus matavimo mikroskopas, kuriame išmatuota dalis juda ant išilginio vežimėlio, o galvos mikroskopas – ant skersinio.

Išmatuotiems tiesiniams dydžiams lyginti su matavimais ar svarstyklėmis naudojami trečiosios grupės prietaisai. Paprastai jie jungiami pagal bendrąjį komparatorių pavadinimą. Šiai prietaisų grupei priklauso optometras (optikas, matavimo mašina, kontaktinis interferometras, optinis nuotolio ieškiklis ir kt.).

Geodezijoje taip pat plačiai naudojami optiniai matavimo prietaisai (nivelyras, teodolitas ir kt.).

Teodolitas – geodezinis įrankis krypčių nustatymo ir horizontalių bei vertikalių kampų matavimui atliekant geodezinius darbus, topografinius ir kasyklinius matavimus, statybose ir kt.

Nivelis yra geodezinis įrankis, skirtas matuoti taškų aukštį žemės paviršiuje – niveliuoti, taip pat nustatyti horizontalias kryptis montuojant ir kt. darbai.

Navigacijoje plačiai naudojamas sekstantas – goniometrinis veidrodį atspindintis instrumentas, skirtas matuoti dangaus kūnų aukštį virš horizonto arba kampus tarp matomų objektų, siekiant nustatyti stebėtojo vietos koordinates. Svarbiausia sekstanto savybė yra galimybė vienu metu sujungti du objektus stebėtojo regėjimo lauke, tarp kurių matuojamas kampas, todėl sekstantą galima naudoti lėktuve ir laive be pastebimo tikslumo sumažėjimo. net metimo metu.

Daug žadanti kryptis kuriant naujų tipų optinius matavimo prietaisus yra aprūpinti juos elektroniniais skaitymo įrenginiais, kurie leidžia supaprastinti rodmenų nuskaitymą ir stebėjimą ir kt.

Išvada.

Optikos praktinė reikšmė ir įtaka kitoms žinių sritims yra išskirtinai didelė. Teleskopo ir spektroskopo išradimas atvėrė žmogui nuostabiausią ir turtingiausią reiškinių pasaulį, vykstantį didžiulėje visatoje. Mikroskopo išradimas padarė perversmą biologijoje. Fotografija padėjo ir tebededa beveik visoms mokslo šakoms. Vienas iš svarbiausių mokslinės įrangos elementų yra objektyvas. Be jo nebūtų mikroskopo, teleskopo, spektroskopo, fotoaparato, kino, televizijos ir kt. neliktų akinių, o daugelis vyresnių nei 50 metų žmonių netektų galimybės skaityti ir atlikti daugybę su regėjimu susijusių užduočių.

Fizinės optikos tiriamų reiškinių laukas yra labai platus. Optiniai reiškiniai yra glaudžiai susiję su kitose fizikos šakose tiriamais reiškiniais, o optiniai tyrimo metodai yra vieni subtiliausių ir tiksliausių. Todėl nenuostabu, kad ilgą laiką optika vaidino pagrindinį vaidmenį daugelyje fundamentinių tyrimų ir pagrindinių fizinių vaizdų kūrimo. Pakanka pasakyti, kad abi pagrindinės praėjusio šimtmečio fizikinės teorijos – reliatyvumo teorijos ir kvantinės teorijos – atsirado ir didele dalimi vystėsi optinių tyrimų pagrindu. Lazerių išradimas atvėrė plačias naujas galimybes ne tik optikoje, bet ir jos pritaikyme įvairiose mokslo ir technologijų srityse.

Maskvos švietimo komitetas

Pasaulis apie R T

Maskvos technologijos koledžas

Gamtos mokslų katedra

Baigiamasis fizikos darbas

Apie temą :

Baigė 14-osios grupės mokinė: Ryazantseva Oksana

Lektorius: Gruzdeva L.N.

- Artsybyshevas S.A. Fizika – M.: Medgizas, 1950 m.

- Ždanovas L.S. Ždanovas G.L. Fizika vidurinėms mokykloms - M.: Nauka, 1981 m.

- Landsbergis G.S. Optika – M.: Nauka, 1976 m.

- Landsbergis G.S. Pradinis fizikos vadovėlis. - M.: Nauka, 1986 m.

- Prokhorovas A.M. Didžioji sovietinė enciklopedija. - M.: Tarybinė enciklopedija, 1974 m.

- Sivukhin D.V. Bendrasis fizikos kursas: Optika - M.: Nauka, 1980 m.

Viena iš seniausių ir gausių fizikos šakų yra optika. Jos pasiekimai taikomi daugelyje mokslų ir veiklos sričių: elektrotechnikos, pramonės, medicinos ir kt. Iš straipsnio galite sužinoti, ką šis mokslas tiria, idėjų apie jį raidos istoriją, svarbiausius pasiekimus ir kokios optinės sistemos bei įrenginiai egzistuoja.

Ką tiria optika

Šios disciplinos pavadinimas yra graikiškos kilmės ir verčiamas kaip „vizualinio suvokimo mokslas“. Optika yra fizikos šaka, tirianti šviesos prigimtį, jos savybes ir su jos sklidimu susijusius dėsnius. Šis mokslas tiria matomos šviesos, infraraudonųjų ir ultravioletinių spindulių prigimtį. Kadangi būtent šviesos dėka žmonės gali matyti juos supantį pasaulį, ši fizikos šaka taip pat yra disciplina, susijusi su vizualiniu spinduliuotės suvokimu. Ir nenuostabu: akis yra sudėtinga optinė sistema.

Mokslo formavimosi istorija

Optika atsirado senovėje, kai žmonės bandė suprasti šviesos prigimtį ir išsiaiškinti, kaip galima pamatyti supančio pasaulio objektus.

Senovės filosofai regimą šviesą laikė arba spinduliais, išeinančiais iš žmogaus akių, arba mažyčių dalelių srautu, skrendančiu nuo daiktų ir patenkančiu į akį.

Ateityje šviesos prigimtį tyrinėjo daugelis žinomų mokslininkų. Izaokas Niutonas suformulavo kūnelių – mažyčių šviesos dalelių – teoriją. Kitas mokslininkas Huygensas iškėlė bangų teoriją.

Šviesos prigimtį ir toliau tyrinėjo XX amžiaus fizikai: Maxwellas, Planckas, Einšteinas.

Šiuo metu Niutono ir Huygenso hipotezes vienija bangos ir dalelės dvilypumo samprata, pagal kurią šviesa turi ir dalelių, ir bangų savybių.

Skyriai

Optikos tyrimų objektas yra ne tik šviesa ir jos prigimtis, bet ir šių tyrimų instrumentai, šio reiškinio dėsniai bei savybės ir daug daugiau. Todėl moksle yra keletas skyrių, skirtų tam tikriems tyrimų aspektams.

geometrinė optika;
banga;
kvantinis.

Kiekvienas skyrius bus išsamiai aptartas toliau.

geometrinė optika

Šiame skyriuje pateikiami šie optikos dėsniai:

Šviesos, sklindančios per vienalytę terpę, sklidimo tiesumo dėsnis. Šviesos spindulys laikomas tiesia linija, per kurią praeina šviesos dalelės.

Atspindžio dėsnis:

Kritantys ir atspindėti pluoštai, taip pat statmenas dviejų terpių sąsajai, atkurtas spindulio kritimo taške, yra toje pačioje plokštumoje ( paplitimo plokštuma). Atspindžio kampas γ lygus kritimo kampui α.

Lūžio dėsnis:

Krintantys ir lūžę pluoštai, taip pat statmenas dviejų terpių sąsajai, atkurtas pluošto kritimo taške, yra toje pačioje plokštumoje. Kritimo kampo α sinuso santykis su lūžio kampo β sinusu yra dviejų nurodytų terpių konstanta.

Geometrinės optikos šviesos savybių tyrimo priemonės yra lęšiai.

Lęšis yra skaidrus korpusas, galintis perduoti ir modifikuoti.Jie skirstomi į išgaubtus ir įgaubtus, taip pat renkančius ir sklaidančius. Objektyvas yra pagrindinis visų optinių įrenginių komponentas. Kai jo storis mažas, palyginti su paviršių spinduliais, jis vadinamas plonu. Optikoje plono lęšio formulė atrodo taip:

1/d + 1/f = D, kur

d – atstumas nuo objekto iki objektyvo; f – atstumas iki vaizdo nuo objektyvo; D yra lęšio optinė galia (matuojama dioptrijomis).

Banginė optika ir jos sampratos

Kadangi žinoma, kad šviesa turi visas elektromagnetinės bangos savybes, atskira fizikos šaka tiria šių savybių pasireiškimus. Tai vadinama bangine optika.

Pagrindinės šios optikos dalies sąvokos yra dispersija, trukdžiai, difrakcija ir poliarizacija.

Dispersijos reiškinį atrado Niutonas dėl savo eksperimentų su prizmėmis. Šis atradimas yra svarbus žingsnis siekiant suprasti šviesos prigimtį. Jis atrado, kad šviesos spindulių lūžimas priklauso nuo jų spalvos. Šis reiškinys buvo vadinamas šviesos sklaida arba sklaida. Dabar žinoma, kad spalva priklauso nuo bangos ilgio. Be to, būtent Niutonas pasiūlė spektro sąvoką, žyminčią vaivorykštę juostelę, gautą dispersijos per prizmes būdu.

Šviesos banginės prigimties patvirtinimas yra jos bangų interferencija, kurią atrado Jungas. Tai dviejų ar daugiau bangų sudėjimas viena ant kitos. Dėl to galima pastebėti šviesos svyravimų stiprėjimo ir susilpnėjimo reiškinį įvairiuose erdvės taškuose. Muilo burbulai ir vaivorykštė įvairiaspalvė išsiliejusio benzino plėvelė yra gražios ir pažįstamos trukdžių apraiškos.

Visiems būdingas difrakcijos reiškinys. Šis terminas iš lotynų kalbos išverstas kaip „sulaužytas“. Difrakcija optikoje yra šviesos bangų lenkimas aplink kliūčių kraštus. Pavyzdžiui, jei rutulys padėtas šviesos spindulio kelyje, tada ekrane už jo atsiras kintantys žiedai – šviesūs ir tamsūs. Tai vadinama difrakcijos modeliu. Reiškinį tyrė Jungas ir Fresnelis.

Paskutinė pagrindinė bangų optikos koncepcija yra poliarizacija. Šviesa vadinama poliarizuota, jei jos bangų virpesių kryptis yra nustatyta. Kadangi šviesa yra išilginė, o ne skersinė banga, vibracijos taip pat atsiranda tik skersine kryptimi.

kvantinė optika

Šviesa yra ne tik banga, bet ir dalelių srautas. Remiantis šiuo jo komponentu, atsirado tokia mokslo šaka kaip kvantinė optika. Jo išvaizda siejama su Maxo Plancko vardu.

Kvantas yra bet kokia kažko dalis. Ir šiuo atveju jie kalba apie radiacijos kvantus, tai yra, jos metu skleidžiamas šviesos dalis. Dalelėms žymėti naudojamas žodis fotonai (iš graikų kalbos φωτός – „šviesa“). Šią koncepciją pasiūlė Albertas Einšteinas. Šiame optikos skyriuje šviesos savybėms tirti taip pat naudojama Einšteino formulė E=mc 2.

Pagrindinis šio skyriaus uždavinys – šviesos sąveikos su medžiaga tyrimas ir apibūdinimas bei jos sklidimo netipinėmis sąlygomis tyrimas.

Šviesos, kaip dalelių srauto, savybės pasireiškia tokiomis sąlygomis:

šiluminė spinduliuotė;
fotoelektrinis efektas;
fotocheminiai procesai;
stimuliuojama emisija ir kt.

Kvantinėje optikoje yra neklasikinės šviesos samprata. Faktas yra tas, kad šviesos spinduliuotės kvantinės charakteristikos negali būti aprašytos klasikinės optikos rėmuose. Neklasikinė šviesa, pavyzdžiui, dviejų fotonų, suspausta, naudojama įvairiose srityse: fotodetektoriams kalibruoti, tiksliems matavimams atlikti ir kt. Kitas pritaikymas yra kvantinė kriptografija – slaptas informacijos perdavimo būdas naudojant dvejetainius kodus, kur vertikaliai nukreiptas fotonui priskiriamas 0, o horizontaliai nukreiptam - 1.

Optikos ir optinių instrumentų vertė

Kokiose optinių technologijų srityse jie rado pagrindinį pritaikymą?

Pirma, be šio mokslo nebūtų kiekvienam žmogui žinomų optinių instrumentų: teleskopo, mikroskopo, fotoaparato, projektoriaus ir kt. Specialiai parinktų lęšių pagalba žmonės galėjo tyrinėti mikropasaulį, visatą, dangaus objektus, taip pat užfiksuoti ir perduoti informaciją vaizdų pavidalu.

Be to, optikos dėka buvo padaryta nemažai svarbių atradimų šviesos prigimties, jos savybių, trukdžių, poliarizacijos reiškinių ir kt.

Galiausiai optika buvo plačiai naudojama medicinoje, pavyzdžiui, tiriant rentgeno spindulius, kurių pagrindu buvo sukurtas aparatas, išgelbėjęs daugybę gyvybių. Šio mokslo dėka buvo išrastas ir lazeris, plačiai naudojamas chirurginėse intervencijose.

Optika ir regėjimas

Akis yra optinė sistema. Dėl šviesos savybių ir regėjimo organų galimybių galite matyti jus supantį pasaulį. Deja, tobulu regėjimu gali pasigirti nedaugelis. Šios disciplinos pagalba tapo įmanoma atkurti žmonių gebėjimą geriau matyti akinių ir kontaktinių lęšių pagalba. Todėl gydymo įstaigos, užsiimančios regėjimo korekcijos priemonių parinkimu, gavo ir atitinkamą pavadinimą – optika.

Galite apibendrinti. Taigi, optika yra mokslas apie šviesos savybes, turintis įtakos daugeliui gyvenimo sričių ir plačiai pritaikomas moksle bei kasdieniame gyvenime.

Amangeldinovas Mustafa Rachatovičius
Studentas
Nazarbajevo intelektualinė mokykla mustafastu[apsaugotas el. paštas] gmail. com

Optika. Optikos istorija.Optikos taikymas.

Optikos raidos istorija.

Optika yra šviesos prigimties, šviesos reiškinių ir šviesos sąveikos su medžiaga tyrimas. Ir beveik visa jos istorija yra atsakymo paieškų istorija: kas yra šviesa?

Tais pačiais metais buvo nustatyti šie faktai:

– šviesos sklidimo tiesumas;

– šviesos atspindžio reiškinys ir atspindžio dėsnis;

– šviesos lūžio reiškinys;

– įgaubto veidrodžio fokusavimo veiksmas.

Senovės graikai padėjo pamatus optikos šakai, vėliau pavadintai geometrine.

Renesanso laikais buvo padaryta daug įvairių atradimų ir išradimų; eksperimentinis metodas pradėtas kurti kaip aplinkinio pasaulio tyrimo ir pažinimo pagrindas.

Remiantis daugybe eksperimentinių faktų XVII amžiaus viduryje, iškilo dvi hipotezės apie šviesos reiškinių prigimtį:

– korpuskulinė, o tai rodo, kad šviesa yra dalelių srautas, kurį dideliu greičiu išmeta šviečiantys kūnai;

– banga, kuri teigė, kad šviesa yra išilginis svyruojantis specialios šviečiančios terpės – eterio – judėjimas, sužadintas šviečiančio kūno dalelių virpesių.

Visa tolesnė šviesos doktrinos raida iki šių dienų yra šių hipotezių, kurių autoriai buvo I. Niutonas ir H. Huygensas, raidos ir kovos istorija.

Pagrindinės Niutono korpuskulinės teorijos nuostatos:

2) Šviesos ląstelės yra skirtingo dydžio. Didžiausios dalelės, patekusios į akį, suteikia raudonos spalvos pojūtį, mažiausios – violetinę.

3) Balta spalva – visų spalvų mišinys: raudona, oranžinė, geltona, žalia, mėlyna, indigo, violetinė.

4) Šviesos atspindys nuo paviršiaus atsiranda dėl to, kad ląstelės atsispindi nuo sienos pagal absoliutaus tamprumo dėsnį.

5) Šviesos lūžio reiškinys paaiškinamas tuo, kad terpės dalelės traukia korpusus. Kuo tankesnė terpė, tuo mažesnis lūžio kampas nei kritimo kampas.

Požiūriai į šviesos prigimtį XIX-XX a.

1801 metais T. Jungas atliko eksperimentą, kuris nustebino pasaulio mokslininkus: S yra šviesos šaltinis; E - ekranas; B ir C yra labai siauri plyšiai, esantys 1–2 mm atstumu.

Pagrindinės Frenelio bangų teorijos nuostatos.

– Šviesa – tai virpesių sklidimas eteryje greičiu, kur eterio tamprumo modulis r – eterio tankis;

– Šviesos bangos yra skersinės;

– Lengvasis eteris turi elastingo-kieto kūno savybes, yra visiškai nesuspaudžiamas.

Pereinant iš vienos terpės į kitą, eterio elastingumas nekinta, bet jo tankis keičiasi. Santykinis medžiagos lūžio rodiklis.

Skersiniai virpesiai gali atsirasti vienu metu visomis bangos sklidimo krypčiai statmenomis kryptimis.

Fresnelio darbai pelnė mokslininkų pripažinimą. Netrukus pasirodė daugybė eksperimentinių ir teorinių darbų, patvirtinančių banginį šviesos pobūdį.

– šviesos emisija yra diskreti;

– absorbcija taip pat vyksta atskiromis dalimis, kvantais.

Kiekvieno kvanto energija pavaizduota formuleE=hn , Kurh yra Planko konstanta, o n yra šviesos dažnis.

Praėjus penkeriems metams po Plancko, buvo paskelbtas vokiečių fiziko Einšteino darbas apie fotoelektrinį efektą. Einšteinas tikėjo:

– šviesa, kuri dar nesąveikavo su medžiaga, turi granuliuotą struktūrą;

– fotonas yra diskrečios šviesos spinduliuotės struktūrinis elementas.

1913 metais danų fizikas N. Bohras paskelbė atomo teoriją, kurioje sujungė Planko-Einšteino kvantų teoriją su atomo branduolinės struktūros paveikslu.

Taip atsirado nauja kvantinė šviesos teorija, gimusi Niutono korpuskulinės teorijos pagrindu. Kvantas veikia kaip korpuskulas.

Pagrindinės nuostatos.

– Šviesa skleidžiama, sklinda ir sugeriama atskiromis dalimis – kvantais.

– Šviesos kvantas – fotonas neša energiją, proporcingą bangos dažniui, kuriuo jį apibūdina elektromagnetinė teorijaE=hn .

– Fotonas turi masę (), impulsą ir kampinį momentą ().

– Fotonas, kaip dalelė, egzistuoja tik judėdamas, kurio greitis yra šviesos sklidimo greitis tam tikroje terpėje.

– Visoms sąveikoms, kuriose dalyvauja fotonas, galioja bendrieji energijos ir impulso tvermės dėsniai.

– Elektronas atome gali būti tik kai kuriose atskirose stabiliose stacionariose būsenose. Būdamas nejudančiose būsenose, atomas nespinduliuoja energijos.

– Pereinant iš vienos stacionarios būsenos į kitą, atomas skleidžia (sugeria) fotoną, kurio dažnis, (kurE 1 IrE 2 yra pradinės ir galutinės būsenos energijos).

Pastarųjų metų pasiekimai optikos srityje tapo įmanomi tiek kvantinės fizikos, tiek bangų optikos raidos dėka. Šiandien šviesos teorija toliau vystosi.

Šviesos ir geometrinės optikos banginės savybės.

Optika yra fizikos šaka, tirianti šviesos savybes ir fizikinę prigimtį, taip pat jos sąveiką su medžiaga.

Šviesos pluošto sąvoką galima gauti nagrinėjant tikrą šviesos spindulį vienalytėje terpėje, nuo kurios siauras lygiagretus spindulys atskiriamas naudojant diafragmą. Kuo mažesnis šių skylių skersmuo, tuo spindulys siauresnis, o riboje, pereinant į savavališkai mažas skylutes, atrodytų, kad šviesos spindulį galima gauti kaip tiesią liniją. Bet toks savavališkai siauro pluošto (spindulio) atskyrimo procesas neįmanomas dėl difrakcijos reiškinio. Neišvengiamas tikrojo šviesos pluošto, praeinančio per D skersmens diafragmą, kampinį plėtimąsi lemia difrakcijos kampas j~l /D . Tik ribiniu atveju, kai l = 0, toks plėtimasis nevyktų, o apie spindulį būtų galima kalbėti kaip apie geometrinę liniją, kurios kryptis lemia šviesos energijos sklidimo kryptį.

Taigi šviesos spindulys yra abstrakti matematinė sąvoka, o geometrinė optika yra apytikslis ribinis atvejis, į kurį patenka bangų optika, kai šviesos bangos ilgis pasiekia nulį.

Akis kaip optinė sistema.

Žmogaus regėjimo organas yra akys, kurios daugeliu atžvilgių yra labai tobula optinė sistema.

Taigi žmogaus akies „fokusavimas“ vykdomas keičiant lęšio optinę galią žiedinio raumens pagalba.. Akies optinės sistemos gebėjimas sukurti skirtingus objektus, esančius skirtingais atstumais nuo jos, yra vadinamas akomodacija (iš lotynų kalbos „apgyvendinimas“ – adaptacija). Žiūrint labai tolimus objektus, į akį patenka lygiagretūs spinduliai. Šiuo atveju sakoma, kad akis prisitaiko iki begalybės.

Spektroskopas.

Spektrams stebėti naudojamas spektroskopas.

Labiausiai paplitęs prizminis spektroskopas susideda iš dviejų vamzdžių, tarp kurių yra trikampė prizmė.

Optinis matavimo prietaisas.

Iš prietaisų projektoriai pirmieji paplito sudėtingo kontūro ir mažų matmenų dalių matavimui ir valdymui.

Antras labiausiai paplitęs prietaisas – universalus matavimo mikroskopas, kuriame išmatuota dalis juda ant išilginio vežimėlio, o galvos mikroskopas – ant skersinio.

Geodezijoje taip pat plačiai naudojami optiniai matavimo prietaisai (nivelyras, teodolitas ir kt.).

Teodolitas – geodezinis įrankis krypčių nustatymo ir horizontalių bei vertikalių kampų matavimui atliekant geodezinius darbus, topografinius ir kasyklinius matavimus, statybose ir kt.

Nivelis yra geodezinis įrankis, skirtas matuoti taškų aukštį žemės paviršiuje – niveliuoti, taip pat nustatyti horizontalias kryptis montuojant ir kt. darbai.

Išvada.

Bibliografija. Artsybyshevas S.A. Fizika – M.: Medgizas, 1950 m.

Ždanovas L.S. Ždanovas G.L. Fizika vidurinėms mokykloms - M.: Nauka, 1981 m.

Landsbergis G.S. Optika – M.: Nauka, 1976 m.

Landsbergis G.S. Pradinis fizikos vadovėlis. - M.: Nauka, 1986 m.

Prokhorovas A.M. Didžioji sovietinė enciklopedija. - M.: Tarybinė enciklopedija, 1974 m.

Sivukhin D.V. Bendrasis fizikos kursas: Optika - M.: Nauka, 1980 m.

Optika– Tai fizikos šaka, tirianti šviesos spinduliuotės prigimtį, jos pasiskirstymą ir sąveiką su medžiaga. Šviesos bangos yra elektromagnetinės bangos. Šviesos bangų bangos ilgis yra intervale . Šio diapazono bangas suvokia žmogaus akis.

Šviesa sklinda linijomis, vadinamomis spinduliais. Spindulinės (arba geometrinės) optikos aproksimacijos metu neatsižvelgiama į šviesos bangų ilgių baigtinumą, darant prielaidą, kad λ→0. Geometrinė optika daugeliu atvejų leidžia gana gerai apskaičiuoti optinę sistemą. Paprasčiausia optinė sistema yra objektyvas.

Tiriant šviesos interferenciją reikia atsiminti, kad trukdžiai stebimi tik iš koherentinių šaltinių ir kad trukdžiai yra susiję su energijos perskirstymu erdvėje. Čia svarbu mokėti teisingai užrašyti didžiausio ir mažiausio šviesos intensyvumo sąlygas ir atkreipti dėmesį į tokius dalykus kaip plonų plėvelių spalvos, vienodo storio ir vienodo nuolydžio juostelės.

Tiriant šviesos difrakcijos reiškinį, būtina suprasti Huygens-Fresnelio principą, Frenelio zonų metodą, suprasti, kaip apibūdinti difrakcijos raštą ant vieno plyšio ir ant difrakcijos gardelės.

Tiriant šviesos poliarizacijos reiškinį, reikia suprasti, kad šis reiškinys pagrįstas skersine šviesos bangų prigimtimi. Reikėtų atkreipti dėmesį į poliarizuotos šviesos gavimo būdus ir Brewsterio bei Maluso dėsnius.

Optikos pagrindinių formulių lentelė

Fizikiniai dėsniai, formulės, kintamieji

Optikos formulės

Absoliutus lūžio rodiklis

čia c yra šviesos greitis vakuume, c = 3 108 m/s,

v – šviesos sklidimo terpėje greitis.

Santykinis lūžio rodiklis

kur n 2 ir n 1 yra antrosios ir pirmosios terpės absoliutieji lūžio rodikliai.

Lūžio dėsnis

kur i yra kritimo kampas,

r yra lūžio kampas.

Plono lęšio formulė

kur F yra objektyvo židinio nuotolis,

d yra atstumas nuo objekto iki objektyvo,

f yra atstumas nuo objektyvo iki vaizdo.

Objektyvo optinė galia

čia R 1 ir R 2 yra lęšio sferinių paviršių kreivio spinduliai.

Išgaubtam paviršiui R>0.

Įgaubtam paviršiui R<0.

Optinio kelio ilgis:

čia n yra terpės lūžio rodiklis;

r – šviesos bangos geometrinis kelio ilgis.

Optinės kelionės skirtumas:

L 1 ir L 2 - dviejų šviesos bangų optiniai keliai.

Trikdžių būklė

maksimalus:

minimumas:

čia λ 0 – šviesos bangos ilgis vakuume;

m – trukdžių maksimumo arba minimumo tvarka.

Optinio kelio skirtumas plonose plėvelėse

atspindintoje šviesoje:

praleidžiamoje šviesoje:

kur d yra plėvelės storis;

i - šviesos kritimo kampas;

n yra lūžio rodiklis.

Interferencinių kraštų plotis Youngo eksperimente:

čia d – atstumas tarp koherentinių šviesos šaltinių;

L yra atstumas nuo šaltinio iki ekrano.

Difrakcijos gardelės pagrindinių maksimumų sąlyga:

čia d yra difrakcijos gardelės konstanta;

φ - difrakcijos kampas.

Difrakcinės gardelės skiriamoji geba:

čia Δλ yra mažiausias dviejų spektro linijų bangos ilgių skirtumas, išskirtas tinkleliu;