Законы отражения и преломления света, полное внутреннее отражение, линзы, формула тонкой линзы, оптические приборы17(1)

Отражение света: на границе раздела двух сред световая энергия возвращается в первую среду.

АО – падающий луч, ОВ – отраженный луч, ОС - к границе раздела двух сред, α - угол

падения, β – угол отражения. Законы отражения. 1) α = β, следствие: падающий и отраженный лучи обратимы. 2). Падающий, отраженный лучи и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости.

Преломление – изменение направления света при переходе из одной прозрачной среды в другую.АО – падающий луч, ОВ – преломленный луч ОС - к границе раздела

двух сред, α - угол падения, β – угол преломления, n₁₂ [1] – относительный показатель

преломления, n₁, n₂ [1]- абсолютные показатели преломления 1-й и 2-й среды,v₁, v₂[м/с] – скорость света в 1-й и 2-й среде, с = 3*10⁸ – скорость света вакууме Рассмотрим переход света из воздуха в стекло α >β. Законы преломления. 1) n= n₁₂= При изменении угла падения меняется угол преломления, но отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных 2-х сред и называется относительным показателем преломления второй среды(стекло) по отношению к первой(воздух), следствие: падающий и преломленный лучи обратимы.2). Падающий, преломленный лучи и перпендикуляр, к границе 2-х сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Если 1-я среда вакуум, то показатель преломления среды относительно вакуума называется абсолютным показателем преломления (зависит от температуры вещества, его плотности, характеристик света n_{красного} < n_{зеленого}).Физический смысл абсолютного показателя преломления: показывает во сколько раз скорость света в вакууме больше скорости света в среде n₁= n₂= Физический смысл относительного показателя преломления: показывает во сколько раз скорость света в первой среде отличается от скорости света во второй среде n₁₂= = Вывод: n= = = Чем больше абсолютный показатель преломления, тем оптически плотнее среда и наоборот.

Полное отражение. Рассмотрим переход света из плотной среды (стекло) в менее плотную

(воздух). Тогда = = α <βЕсли α < α_пр., то β <90⁰,

если α = α_пр., то β= 90⁰ (луч скользит вдоль границы раздела 2-х сред),

если α > α_пр., то β >90⁰ - полное отражение, α_пр [град] – предельный угол

полного отражения – это наименьший угол падения начиная с которого наступает полное отражение, = = Вывод: sinα_пр. =

Применение полного отражения: 1.- световоды(волоконная оптика),

2- поворотная 3- оборотная

призма призма

(перископы) (бинокли)

Линза – это прозрачное тело, ограниченное с одной или двух сторон сферическими поверхностями. Характеристики линз. О₁О₂ - центры ограничивающих поверхностей.

R₁R₂ - радиусы ограничивающих поверхностей. О - оптический центр линзы.

Прямая, проходящая через “О” – оптическая ось (их бесчисленное множество).

Прямая О₁ОО₂ – главная оптическая ось. Собирающая линза – середина толще, чем края. Ход лучей в собирающей линзе. F – 2 главных, действительных фокуса

линзы (точка, в которой собираются лучи параллельные главной оптической оси)

MN – 2 фокальные плоскости линзы. Построение изображения в собирающей

линзе (5 случаев). Изображение точки строим на основе свойств «замечательных» лучей:1- луч параллельный главной оптической оси преломившись в линзе идёт через главный фокус линзы, 2- «центральный» луч проходя через центр линзы своего направления не изме-няет. h = АВ – высота предмета,H=А₁В₁ - высота изображения d [м]- расстояние от предмета до линзы 1) АВ находится за точкой 2АВ – в точке двойного

двойного фокуса d > 2F; фокуса d =2F

А₁ В₁ уменьшен. действит., А₁В₁ равное, обратное. действит, обратн.

3) АВ – между фокусом и 4) d = F АВ - в фокусе двойным фокусом А₁В₁ нет, лучи, 2F > d >F А₁В₁ увеличен. выходящие из линзы действит. обратн. параллельны

5) d < F АВ - между фокусом и линзой А₁В₁ увеличенное, мнимое, прямое.

Рассеивающая линза -середина тоньше, чем края. F – 2 главных, мнимых фокуса линзы MN – 2 мнимые фокальные плоскости линзы. Построение изображения в рассеивающей линзе (независимо от расположения предмета А ₁В ₁ уменьшенное, мнимое, прямое.). D = -оптическая сила линзы (величина обратно пропорциональная фокусному расстоянию).[D] = = [дптр.- диоптрия]

Г [1]- увеличение линзы Г= = =

Формула линзы. ± = ± ± D = ± F[м]- фокусное расстояние(расстояние от линзы до фокуса) d [м] – расстояние от предмета до линзы, f [м] – расстояние от изображения до линзы. Правило знаков: если фокус мнимый

(рассеивающая линза), то „ – F ” „ – D ”, если изображение мнимое, то„ – f ”; в остальных случаях все величины имеют знак „ + ” Г [1]- увеличение линзы Г= = =

17(1)Оптические приборы. 1. Фотоапарат служит для получения действительного, уменьшенного обратного изображения предмета.2. Проекционный аппарат служит для получения действительного, увеличенного, обратного изображения предмета. 3.Глаз как оптическая система: зрачок – выполняет роль диафрагмы, регулирует интенсивность света, поступающего в глаз; хрусталик выполняет роль собирающей линзы, кривизна хрусталика может меняться в зависимости от расстояния до наблюдаемого предмета (аккомодация глаза); сетчатка выполняет роль экрана, на котором получается уменьшенное, действительное, обратное изображение предмета. Расстояние наилучшего зрения – 25см. Фокус здорового глаза находится на сетчатке. Если фокус находится перед сетчаткой, то дефект зрения называют близорукость (хорошо видит близкие предметы), для исправления дефекта нужны очки с

рассеивающими линзами D<0; если фокус находится перед сетчаткой, то дефект зрения называют дальнозоркость(хорошо видит далекие предметы), для исправления дефекта нужны очки с собирающими линзами D>0.

18(1). Изопроцессы. На основе PV = RT ур - я состояния (ур-е Менделеева- Клапейрона) пусть m, М, R= const 1. Если Т= const процесс, происходящий при неизменной температуре, называется изотермическим, то PV = const - закон Бойля- Мариотта: для данной массы газа при неизменной температуре произведение давления на объём есть величина постоянная или Р ~ Пусть PV= 1 График изотермического процесса называется изотермой

V			0,5
Р		0,5

2. Если V= const процесс, происходящий при неизменном объёме, называется изохорным, то const Р = const T, Р~Т – закон Шарля: для данной массы газа при неизменном объёме давление прямо пропорционально абсолютной температуре = = График изохорногопроцесса называется изохорой

3.. Если Р= const процесс, происходящий при неизменном давлении, называется изобарным, то V const = const T, V~Т – закон Гей - Люссака: для данной массы газа при неизменном давлении объём прямо пропорционально абсолютной температуре = = График изобарного

процесса называется изобарой

18(1) Основное уравнение МКТ (различные формы записи): 1)P = m₀n ;2) P = nE_k 3) P = ; P - давление, n - концентрация молекул n = V - объём, - средний квадрат скорости молекул, E_{k -} средняя кинетическая энергия E_k= , - плотность газа = = m₀ n,

- пространство трёхмерно (x,y,z)

18 (1). Уравнение состояния идеального газа (различные формы записи): 1)Р = nkT 2) P= R= N_A k = 8, 3 - универсальная газовая постоянная 3) PV = RT= RT – ур-е Менделеева- Клапейрона. = const- ур-е Клапейрона.