double arrow

Законы геометрической оптики


Геометрическая оптика базируется на четырех основных законах.

1 Закон прямолинейного распространения света.

2. Закон независимости распространения световых лучей.

3. Закон отражения света.

4. Закон преломления света.

Закон прямолинейного распространения светаустанавливает, что свет в оптически однородной среде распространяется строго прямолинейно, по прямой, соединяющей две точки. Действием этого закона объясняется образование теней и полутеней, солнечных и лунных затмений. Закон прямолинейного распространения света нарушается в случае неоднородности оптической среды, а также при явлении дифракции. (11, с.11.)

Закон независимости распространения световых лучейустанавливает, что если в оптической среде встречаются лучи света, идущие из различных направлений, они не влияют друг на друга и распространяются так, как будто других не существует.

При падении световых лучей на какую-либо поверхность, являющуюся границей раздела сред, часть световых лучей отражается от этой поверхности и опять возвращается в исходную среду.

Условно выделив один элементарный световой луч, назовем его падающим лучом, луч после - отраженным лучом (рис. 12). Опустив нормаль в точку падения, получим два угла. Угол, образованный падающим лучом и нормалью к отражающей поверхности в точке падения, называется углом падения е. Угол, образованный отраженным лучом и нормалью, называется углом отражения е'. Углы отсчитываются от нормали, и, согласно правилу знаков, угол падения имеет отрицательное значение - е, а угол отражения - положительное е'.

Закон отражения светаопределяет закономерность взаимных положений падающего и отраженного лучей - луч падающий, нормаль в точке падения к отражающей поверхности и луч отраженный лежат в одной плоскости, и образованные ими углы падения и отражения равны по абсолютной величине, но противоположны по знаку:

-e = e

Если поменять местами падающий и отраженный луч, то они повторят свой путь в обратном направлении. Это значит, что они обратимы. (11, с.10.)

Действие зеркал основано на законе отражения света.

При прохождении светового луча из одной оптической среды в другую, отличающуюся показателем преломления, на границе этих сред он изменяет свое направление, преломляется (рис. 13, а, б).

Если провести нормаль к поверхности раздела сред через точку падения светового луча, то между нормалью и падающим, а также нормалью и преломленным лучом образуются углы, соответственно называемые углом падения е и углом преломления е'. Согласно правилу знаков, угол падения и угол преломления имеют отрицательные значения.

При прохождении светового луча из среды с меньшим показателем преломления в среду с большим показателем преломления, т.е. когда n2 > n1 (рис. 13, а), световой луч отклоняется к нормали и |e|>|e'|.




При прохождении светового луча из среды с большим показателем преломления в среду с меньшим показателем преломления, т.е. когда n2 < n1 (рис. 13, б), световой луч отклоняется от нормали и |e|<|e'|. Если световой луч проходит через среды нормально к поверхности раздела, он не изменяет своего направления, т. |е|=|e'|. (рис. 13, в).

Закон преломления света выражает зависимость взаимного положения падающего и преломленного луча: луч падающий, нормаль к поверхности в точке падения и луч преломленный лежат в одной плоскости, произведение показателя преломления первой среды на синус угла падения равно произведению показателя преломления второй среды на синус угла преломления:

n1sin e = n2sin e'.

Преобразовав выражение, получим:

Sin e / sin e' = n2 / n1

Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, а отношение n2 / n1 называется относительным показателем преломления этих сред.

Если поменять местами падающий и преломленный лучи, то они повторят свой путь в обратном направлении, т.е. они обратимы.

Заказать ✍️ написание учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Сейчас читают про: