Optika, enciklopédia
OPTICS, a fizika egy része, amelyben minden fényhez kapcsolódó jelenséget figyelembe vesz, beleértve az infravörös és az ultraibolya sugárzást is (lásd még: FOTOMETRIA, ELECTROMAGNETSIS RÁDIÓZÁS).
GEOMETRIAI OPTIKA
A geometriai optika az egyenes vonalú fény terjedésének koncepcióján alapul. A főszerepet a fénysugár koncepciója játssza. A hullámoptikában a fénysugár egybeesik a normál hullámfronttal és a részecske mozgásának pályájával a normális irányba. Egy homogén közegben lévő pontforrás esetében a fénysugarak minden irányban egyenes vonalak keletkeznek, amelyek a forrásból származnak. A homogén közegek interfészein a fénysugarak iránya megváltozhat a reflexió vagy a refrakció miatt, de minden közegben egyenetlen marad. A tapasztalatok szerint feltételezzük, hogy a fénysugár iránya nem függ a fény intenzitásától.
Reflection.
Ha fényt fényezett sík felületről fénylik, az incidencia szög (a normálról a felszínre mérve) egyenlő a reflexiószöggel (1. ábra), a visszavert fénysugárral, a normál és az incidens sugárral azonos síkban fekszik. Ha egy fénysugár egy sík tükrön fellép, akkor a sugár alakja nem változik visszaverődés esetén; csak egy másik irányba terjed. Ezért a tükörbe nézve láthatja a fényforrás (vagy a megvilágított tárgy) képét, és úgy tűnik, hogy a kép ugyanaz, mint az eredeti tárgy, de a tükör mögött olyan távolságban, amely megegyezik az objektum és a tükör távolságával. A pont tárgyán és annak képén áthaladó egyenes merőleges a tükörre.
Többszörös visszaverődés.
Amikor két tükör egymással szemben helyezkedik el, az egyikben megjelenő kép a másikban tükröződik, és egy teljes képsorozatot kapnak, amelyek száma a tükrök viszonylagos helyzetétől függ. Abban az esetben két párhuzamos tükör, amikor egy tárgy, amelyet közéjük helyezünk (2A.), Kapjuk végtelen képsorozatot elrendezve egy egyenes vonal merőleges mindkét tükör. A sorozat részei akkor láthatók, ha a tükrök elég nagy távolságra vannak egymástól, hogy oldalról nézhessenek. Ha két síktükrök alkotnak derékszög, a két elsődleges kép tükröződik a második tükröt, de ebben az esetben a másodlagos kép egybeesik, úgyhogy az eredmény egy összesen három kép (2B.). A tükrök kisebb szögben nagyobb képminőség állítható elő; mindegyik az objektumon átmenő körön helyezkedik el, a középpont a tükrök metszésvonalának pontján. A lapos tükrök által adott képek mindig képzeltek - nem valós fénysugarak alkotják, ezért nem érhetők el a képernyőn.
Tükrözés ívelt felületekről.
Az ívelt felületekről való visszaverődés ugyanazon törvények szerint történik, mint az egyenes vonalakból, és a reflexiós pontnál a normális az ezen a ponton merőleges a tangens síkra. A legegyszerűbb, de legfontosabb eset a gömbfelületek reflexiója. Ebben az esetben a normálok egybeesnek a sugarakkal. Két lehetőség közül választhat:
1. Konkrét tükrök: a fény belülről a gömb felületére esik. Ha egy párhuzamos sugarak sugara egy konkáv tükörre esik (3. ábra, a), akkor a tükrözött sugarak a tükör és a görbület középpontjának fele között elhelyezkedő ponton metszenek. Ezt a pontot a tükör fókuszának nevezzük, és a tükör és a pont közötti távolság a fókusztávolság. Az objektumtól a tükörig terjedő távolság, a t tükörtől a képig terjedő távolság és az f fókusztávolság függ az alábbi képlettel:
ahol minden mennyiséget pozitívnak kell tekinteni, ha azokat a tükör bal oldalán mértük, ahogy az 1. ábrán látható. 4, a. Ha egy tárgy távolsága nagyobb, mint a gyújtótávolság, akkor valós kép keletkezik, de ha az s távolság kisebb, mint a gyújtótávolság, a s s kép negatív lesz. A kép a tükör mögött van kialakítva, és képzeletbeli.
Konvex tükrök: a fény kívülről a gömb felületére esik. Ebben az esetben a tükörről való visszaverődés után mindig különböző sugárnyalábot kapunk (3. ábra, b), és a tükör mögött kialakított kép mindig képzeletbeli. A képek helyzete ugyanazokkal a képletekkel határozható meg, minthogy a mínusz jellel fókusztávolságú.
Az 1. ábrán. A 4a. Ábra homorú tükröt mutat. A bal oldalon, függőleges nyíl formájában, a magasság tárgya h. A gömb alakú tükör sugara R és a gyújtótávolság f = R / 2. Ebben a példában az s távolság között a tükör és a tárgy képét hosszabb is lehet R. grafikusan építeni, ha egy végtelenül nagy számú fénysugarak vizsgálni három áradó csúcsa az objektumot. A fő optikai tengellyel párhuzamos gerenda a tükör visszaverése után átmegy a fókuszon. A tükör középpontjába eső második sugár tükröződik oly módon, hogy az incidens és a tükrözött sugarak ugyanazokat a szögeket alkotják a fő tengelyhez képest. A metszéspontja Ezek a visszavert sugarak ad a képet a felső pont az objektum, és a teljes kép a tárgy lehet beszerezni ezen a ponton csepp egy merőleges h ¢ a fő optikai tengellyel. Ellenőrzés céljából nyomon követheti a harmadik sugár előrehaladását, amely a tükör görbületének közepén halad át, és visszavezethető ugyanabból az ösvényből. Amint az az ábrából látható, az is átmegy az első két visszaverődő sugarak metszéspontján. A kép ebben az esetben valós lesz (valós fénysugarakkal van kialakítva), fordítva és csökkentve.
Ugyanaz a tükör látható a 2. ábrán. 4, b. de az objektum távolsága kisebb, mint a gyújtótávolság. Ebben az esetben a tükröződés után a sugarak eltérő sugárnyalábot alkotnak, és kiterjedéseik egy olyan pontra metszenek, amely forrásnak tekinthető, amelyből a teljes sugár megjelenik. A kép képzeletbeli, nagyított és egyenes lesz. Az 1. ábrán látható eset látható. 4, b. egy homorú borotválkozótükörnek felel meg, ha az objektum (arc) a gyújtótávolságon belül helyezkedik el.