Fizika” yo’nalishi 202- guruh talabasi Qudratillayeva Irodaning

Yoqilgan San'atga qarang. Optik.
Ushbu bobni o'rganish natijasida talaba: bilish

• 
  to'lqinli va geometrik optik tushunchalar;
  
• 
  to'lqin-zarracha dualizmi tushunchasi;
  
• 
  geometrik optikaning to'rtta qonuni;
  
• 
  yorug'lik aralashuvi, izchillik, poezd tushunchasi;
  
• 
  Gyuygens - Frenel printsipi;
  
• 
  ikkita manbaning aralashuv sxemasini hisoblash;
  
• 
  yupqa plyonkalarda aralashuvni hisoblash;
  
• 
  optik ma'rifat tamoyillari; qila olish
  
• 
  geometrik optika va yorug'lik interferentsiyasi qonunlari bo'yicha odatdagi amaliy fizika masalalarini yechish;
  

shaxsiy

• 
  geometrik optika va yorug'lik interferentsiyasi qonunlariga nisbatan matematikaning standart usullari va modellaridan foydalanish ko'nikmalari;
  
• 
  geometrik optika va yorug'lik interferentsiyasi qonuniyatlariga nisbatan analitik geometriya va vektor algebra usullaridan foydalanish ko'nikmalari;
  
• 
  fizik eksperiment o'tkazish, shuningdek, eksperimental natijalarni geometrik optik va yorug'lik interferentsiyasi qonunlariga muvofiq qayta ishlash qobiliyatlari.
  

To'lqinli va geometrik optikasi. Geometrik optikaning qonunlari

To'lqinli optika - optikaning yorug'lik to'lqinlarining elektromagnit tabiatiga qarab tarqalishini tavsiflovchi qismi. To'lqin optikasi doirasida Maksvell nazariyasi shovqin, difraktsiya, qutblanish va boshqalar kabi optik hodisalarni oddiygina tushuntirishga imkon berdi.
17-asrning oxirida. nurning ikkita nazariyasi shakllandi: to'lqin (R. Xuk va X. Gyuygens tomonidan ilgari surilgan) va korpuskulyar (uni I. Nyuton ilgari surgan). To'lqinlar nazariyasi yorug'likni elastik mexanik to'lqinlarga o'xshash to'lqin jarayoni sifatida qabul qiladi. Korpuskulyar (kvant) nazariyasiga ko'ra yorug'lik - bu mexanika qonunlari bilan tavsiflangan zarralar (korpuskulalar) oqimi. Shunday qilib, yorug'likning aksini tekislikdan elastik to'pning aks ettirishiga o'xshash deb hisoblash mumkin. Uzoq vaqt davomida yorug'likning ikkita nazariyasi muqobil deb hisoblangan. Biroq ko'plab tajribalar shuni ko'rsatdiki, ba'zi tajribalarda yorug'lik to'lqin xususiyatlarini, boshqalarda esa korpuskulyarni namoyon qiladi. Shuning uchun, XX asrning boshlarida. yorug'lik tabiatan ikki tomonlama ekanligi tan olindi - shundaydir korpuskulyar-to'lqinli dualizm.
Ammo to'lqinli optikaning asosiy qoidalari va natijalarini bayon qilishdan oldin, geometrik optikaning elementar qonunlarini shakllantiraylik.
Geometrik optika - shaffof muhitda yorug'likning tarqalish qonunlarini va yorug'lik to'lqin xususiyatlarini hisobga olmasdan optik tizimlardan o'tayotganda tasvirlarni qurish qoidalarini o'rganadigan optikaning bo'limi. Geometrik optikada tushuncha kiritiladi nurli nur, nurli energiya oqimining yo'nalishini aniqlash. Bunday holda, yorug'likning tarqalishi yorug'lik nurining ko'ndalang o'lchamlariga bog'liq emas deb taxmin qilinadi. To'lqinli optik qonunlariga muvofiq, nurning ko'ndalang kattaligi yorug'lik to'lqin uzunligidan ancha katta bo'lsa, bu to'g'ri. Geometrik optikani yorug'lik to'lqinining uzunligi nolga intilganda to'lqin optikasining cheklovchi holi deb hisoblash mumkin. Aniqrog'i, geometrik optikani qo'llash chegaralari yorug'lik difraksiyasini o'rganishda aniqlanadi.
Geometrik optikaning asosiy qonunlari empirik ravishda yorug'likning fizik tabiati ochilishidan ancha oldin kashf etilgan. Keling, to'rttasini tuzaylik geometrik optikaning qonuni.

• 
  1. To'g'ridan-to'g'ri nurning tarqalish qonuni:optik jihatdan bir hil muhitda yorug'lik to'g'ri chiziqda tarqaladi. Ushbu qonunni nuqta yorug'lik manbai bilan yoritganda tanadan tushadigan o'tkir soya tasdiqlaydi. Yana bir misol, uzoq manbadan yorug'lik kichik teshikdan o'tayotganda, tor, to'g'ridan-to'g'ri yorug'lik nurlari hosil bo'ladi. Bunday holda, teshik kattaligi to'lqin uzunligidan ancha kattaroq bo'lishi kerak.
  
• 
  2. Yorug'lik nurlarining mustaqillik qonuni:bitta yorug'lik nurida hosil bo'ladigan effekt boshqa nurlardan mustaqildir. Shunday qilib, bir nechta nurlar qo'llaniladigan sirtning yoritilishi, alohida nurlar tomonidan yaratilgan yoritgichlar yig'indisiga tengdir. Istisno yuqori yorug'lik intensivligida yuzaga kelishi mumkin bo'lgan chiziqli bo'lmagan optik effektlardir.
  

Shakl: 26.1
3. Nurni aks ettirish qonuni:voqea va aks etgan nurlar (shuningdek, ikkita ommaviy axborot vositasi o'rtasidagi interfeysga perpendikulyar, (tushish tekisligi) perpendikulyarning qarama-qarshi tomonlarida. Yansıtma burchagi da tushish burchagiga teng a (rasm 26.1):
4. Yorug'likning sinishi qonuni:voqea va singan nurlar (shuningdek, ikkita ommaviy axborot vositasi o'rtasidagi interfeysga perpendikulyar, nurning tushish nuqtasida qayta tiklangan) bir tekislikda yotadi (tushish tekisligi) perpendikulyarning qarama-qarshi tomonlarida.
A tushish burchagi sinusining sinish burchagi sinusiga nisbati R bu qiymat, berilgan ikkita vosita uchun doimiy (rasm 26.1):
Bu yerda n - ikkinchi muhitning birinchisiga nisbatan sinish ko'rsatkichi.
Vakuumga nisbatan muhitning sinish ko'rsatkichi deyiladi mutlaq sinish ko'rsatkichi. Ikki ommaviy axborot vositalarining nisbiy sinishi ko'rsatkichi ularning mutlaq sinishi ko'rsatkichlarining nisbati bilan teng:
To'lqinlar fizikasida aks ettirish va sinish qonunlari tushuntiriladi. Sinishi - bu bir muhitdan ikkinchisiga o'tishda to'lqin tarqalish tezligining o'zgarishi natijasidir. Sinishi indeksining fizik ma'nosi birinchi muhitdagi to'lqin tarqalish tezligining nisbati v ( ikkinchi muhitda tarqalish tezligiga v 2:
Mutlaq sinish ko'rsatkichi yorug'lik tezligining nisbati bilan teng dan vakuumda yorug'lik tezligiga qadar v muhitda:
Mutlaq sinish koeffitsienti katta bo'lgan vosita deyiladi optik jihatdan zichroq vosita. Yorug'lik optik jihatdan zichroq muhitdan optik jihatdan zich bo'lmagan muhitga o'tganda, masalan, shishadan havoga ( n 2 bo'lishi mumkin to'liq aks ettirish hodisasi, ya'ni singan nurlarning yo'qolishi. Ushbu hodisa ma'lum bir tanqidiy burchakdan oshadigan tushish burchaklarida kuzatiladi a pr, deyiladi to'liq ichki aks ettirishning cheklov burchagi. A \u003d a pr tushish burchagi uchun singan nurning yo'qolish sharti.
Agar ikkinchi vosita havo bo'lsa (n 2 ~ 1), undan keyin (26.2) va (26.3) formulalardan foydalanib, to'liq ichki aks ettirishning cheklov burchagini hisoblash formulasini formada yozish qaerda n \u003d n x \u003e 1 - bu birinchi muhitning mutloq sinish ko'rsatkichi. Shisha-havo interfeysi uchun (P \u003d 1.5) "suv - havo" chegarasi uchun a pr \u003d 42 ° kritik burchak (P \u003d 1.33) va pr \u003d 49 °.
Umumiy ichki aks ettirishning eng qiziqarli dasturi bu yaratishdir optik tolali, ingichka (bir necha mikrometrdan bir necha millimetrgacha) optik shaffof materialdan (shisha, kvarts, plastmassa) tasodifiy egilgan iplar. Elyafning uchiga tushgan yorug'lik yon sirtlardan to'liq ichki aks etishi tufayli u bo'ylab uzoq masofalarga tarqalishi mumkin. Elyafni kuchli bukmaslik kerak, chunki kuchli egilishda to'liq ichki akslantirish holati (26.7) buziladi va yorug'lik tolani yon tomondan qisman qoldiradi.
E'tibor bering, geometrik optikaning birinchi, uchinchi va to'rtinchi qonunlari kelib chiqishi mumkin fermaning printsipi(eng kam vaqt printsipi): yorug'lik nurining tarqalish yo'li eng qisqa tarqalish vaqtiga to'g'ri keladi. Va buni ko'rsatish qiyin emas.
Xulosa qilib, geometrik optikaning qiziqarli vazifalaridan biri - ko'rinmaslik qopqog'ini yaratishni ko'rib chiqamiz. Optik nuqtai nazardan, shlyapa ko'rinmasligi ob'ekt atrofidagi yorug'lik nurlari tizimi bo'lishi mumkin.
Aslida, bunday tizimni yorug'likning sinishi qonunidan foydalangan holda yaratish qiyin emas, asosiy muammo nur sindirish tizimida yorug'likning kuchli susayishiga qarshi kurashda. Shuning uchun, eng yaxshi variant ob'ekt orqasidagi tasvirning video yozuvchisi va ob'ekt oldida ushbu tasvirning televizion transmitteridan iborat tizim bo'lishi mumkin.
Yorug'lik to'lqinlari.
Geometrik (nurli) optikaning qonunlari
Yorug'lik to'lqinlari. Yorug'lik intensivligi. Yorug'lik oqimi. Geometrik optikaning qonunlari. Jami ichki aks ettirish
Optik - bu yorug'lik nurlanishining tabiati, uning tarqalishi va moddalar bilan o'zaro ta'sirini o'rganadigan fizikaning bir bo'limi. Yorug'likning to'lqin tabiati o'rganiladigan optikaning bo'limi to'lqin optikasi deb ataladi. Yorug'likning to'lqin tabiati interferentsiya, difraktsiya, qutblanish kabi hodisalar asosida yotadi. Yorug'likning to'lqin xususiyatlarini hisobga olmaydigan va nur tushunchasiga asoslangan optikaning bo'limi geometrik optika deb ataladi.