геометрическая оптика

Отражение –явление изменения направления

распространения светового луча на границе раздела двух

сред, при котором луч полностью остаётся в первой

среде.

α β

βα=

ЗАКОНЫ ОТРАЖЕНИЯ

1. Угол падения равен углу отражения.

2. Луч падающий, луч отражённый и перпендикуляр к поверхности лежат в одной плоскости.

Чтобы построить изображение, даваемое плоским зеркалом, нужно:

1. Опустить перпендикуляр из выбранных точек предмета до плоскости зеркала;

2. Продлить его за плоскость зеркала;3. Отложить на перпендикуляре за

плоскостью зеркала такое же расстояние, на котором находится выбранная точка перед плоскостью зеркала;

4. Соединить полученные изображения точек в соответствующем порядке.

ϕα

β

060

0150=+βα075=α

00 6090 +−= αϕ

060ϕ

Преломление света - явление изменения

направления распространения

светового луча на границе раздела двух сред, при

котором луч переходит во вторую среду.

α

γ

Углы падения и преломления Углы падения и преломления связаны соотношением:связаны соотношением:

n21 – относительный показатель преломления второй среды по отношению к первой

21)sin()sin(n=

γα

ЗАКОНЫ ПРЕЛОМЛЕНИЯЗАКОНЫ ПРЕЛОМЛЕНИЯ

1. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления для двух данных сред есть величина постоянная и называется относительным показателем преломления.

2. Луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр к поверхности лежат в одной плоскости.

Относительный показатель преломления показывает во сколько раз преломляющая способность второй среды больше (меньше), чем первой.

Для двух данных сред относительный показатель преломления является постоянным.

• Преломление происходит из-за того, что в разных средах скорость света (электромагнитных волн) различная.

• Исходя из этого:

2

121

)sin()sin(

υυ

γα ==n

Вакуум – отсутствие среды, а скорость света (электромагнитных волн) в вакууме максимальна: с=300000 км/с.

Если свет переходит из вакуума в среду, то:

где n1 – абсолютный показатель преломления данной среды.

1

1)sin()sin( nс ==

υγα

Относительный показатель преломления n21 можно записать как отношение абсолютного показателя преломления второй среды (n2) к абсолютному показателю преломления первой среды (n1): n21=n2/n1, а закон преломления – в следующем виде:

1

2

2

121

)sin()sin(

nnn ===

υυ

γα

Если не указана среда, из которой или в которую

переходит луч, мы считаем эту среду воздухом с

показателем преломления

nвоздуха=1

Ход лучей при преломленииХод лучей при преломлении

1n

2n

γ

α

γα>< 21 nn

α

γ

γα<> 21 nn

1n

2n

Отражение и преломление Отражение и преломление происходят одновременно!происходят одновременно!

α β

γ

Полное внутреннее Полное внутреннее отражениеотражение

Плоско-параллельнаяПлоско-параллельнаяпластинапластина

Параллельные прямые

Смещение

Примеры примененияПримеры применениязаконов преломлениязаконов преломления

светасвета

ТреугольнаяТреугольнаяпризмапризма

• ЛинзаЛинза – тело из специального стекла, ограниченная сферическими поверхностями.

• Главная оптическая осьГлавная оптическая ось (ГОО) – прямая, соединяющая центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу.

• Оптический центр линзыОптический центр линзы – точка, являющаяся пересечением главной оптической оси с плоскостью линзы.

• ФокусФокус линзы линзы – точка, лежащая на главной оптической оси, в которой после преломления в линзе пересекаются лучи, параллельные ГОО.

• Фокусное расстояние линзыФокусное расстояние линзы – расстояние от оптического центра линзы до фокуса.

• Фокальная плоскостьФокальная плоскость – плоскость проходящая через фокус и перпендикулярная главной оптической оси.

• Побочная оптическая осьПобочная оптическая ось – любая прямая, проходящая через оптический центр линзы.

• Тонкая линзаТонкая линза – – линза, ходом линза, ходом лучей в которой можно пренебречь лучей в которой можно пренебречь (рассматривается, как (рассматривается, как преломляющая плоскость).преломляющая плоскость).

Рассеивающая Рассеивающая линзалинза

• всегда дает всегда дает мнимоемнимое, , прямоепрямое, , уменьшенноеуменьшенное изображение. изображение.

fdF111 +=

Оптическая сила линзы –Оптическая сила линзы –• характеризует преломляющую характеризует преломляющую

способность линзы;способность линзы;

• обозначается обозначается DD;;

• измеряется в измеряется в диоптрияхдиоптриях ((дптрдптр))

FD 1=

]1[м

дптр=

Линейное увеличение –Линейное увеличение –• Показывает во сколько раз Показывает во сколько раз

изображение больше (меньше) изображение больше (меньше) предмета.предмета.

• hh – – высота предметавысота предмета

• h'h' – высота изображения – высота изображения

df

hh == 'β

fdF111 +=

FD 1=

df

hh == 'β

fdfdF

+⋅=