Показатель преломления зависит от свойств вещества и длины волны излучения, для некоторых веществ показатель преломления достаточно сильно меняется при изменении частоты электромагнитных волн от низких частот до оптических и далее, а также может ещё более резко меняться в определённых областях частотной шкалы. По умолчанию обычно имеется в виду оптический диапазон или диапазон, определяемый контекстом.
Величина n, при прочих равных условиях, обычно меньше единицы при переходе луча из среды более плотной в среду менее плотную, и больше единицы при переходе луча из среды менее плотной в среду более плотную (например, из газа или из вакуума в жидкость или твердое тело). Есть исключения из этого правила, и потому принято называть среду оптически более или менее плотной, чем другая (не путать с оптической плотностью как мерой непрозрачности среды).
В таблице приведены некоторые значения показателя преломления для некоторых сред:
Среда, обладающая большим показателем преломления, называется оптически более плотной. Обычно измеряется показатель преломления различных сред относительно воздуха. Абсолютный показатель преломления воздуха равен . Таким образом, абсолютный показатель преломления какой-либо среды связан с ее показателем преломления относительно воздуха формулой:
|
|
Показатель преломления зависит от длины волны света, то есть от его цвета. Различным цветам соответствуют различные показатели преломления. Это явление, называемое дисперсией, играет важную роль в оптике.
В формуле мы использовали:
— Угол падения
— Угол отражения
— Показатель преломления 1 среды к 2
Фокусное расстояние линзы — расстояние от оптического центра линзы до ее главного фокуса
Данная формула справедлива только для тонкой линзы. Линза называется тонкой, если ее толщина много меньше, чем радиусы кривизны R1 и R2 обеих поверхностей
Следует знать, что знаки величин u, v, f выбираются исходя из конкретной ситуации. Например для действительного изображения от действительного предмета в собирающей линзе — все эти величины будут положительными. Если возьмем мнимое изображение, то расстояние до него (v) принимается отрицательным, а если предмет будет мнимый, то расстояние до него (u) будет отрицательным, если линза рассеивающая — фокусное расстояние (f) отрицательно.
Если же хотите посчитать фокусное расстояние для любой линзы, то вам потребуется:
Линза называется положительной (собирающей), если ее фокусное расстояние положительно (F>0), и отрицательной (рассеивающей), если ее фокусное расстояние меньше нуля (F<0). Существует несколько вариантов линз:
|
|
Линзы симметричны, то есть они имеют одинаковое фокусное расстояние независимо от направления света — слева или справа, что, однако, не относится к другим характеристикам, например, аберрациям, величина которых зависит от того, какой стороной линза повёрнута к свету.
В Формуле мы использовали:
— Фокусное расстояние линзы
— Расстояние от предмета, до линзы
— Расстояние от линзы, до изображения
— Относительный показатель преломления
— Радиус кривизны передней части линзы
— Радиус кривизны задней части линзы
- 4.2. Физическая оптика -
Волновое число — это отношение 2π радиан к длине волны, то есть это пространственный аналог круговой частоты ω
Волновым числом часто называют величину, обратную длине волны (1/λ), измеряемую обычно в обратных сантиметрах (см−1).
В формуле мы использовали:
— Волновое число
— Длина волны
— Угловая частота
— Фазовая скорость волны
— Период волны
— Энергия
— Постоянная Дирака
— Скорость свете в вакууме