Optica geometrică și proprietățile cuantice ale luminii

Pe tema: "Optica geometrică și proprietățile cuantice ale luminii".

Realizat de Shaikhutdinov Talgat

Optica geometrică se referă la diviziunea optică, în care legile propagării energiei luminoase în medii transparente sunt studiate pe baza conceptului de rază de lumină.







Un fascicul de lumină nu este un fascicul de lumină, ci o linie care indică direcția propagării luminii.

1. Legea privind propagarea rectilinie a luminii.

Lumina într-un mediu omogen se propagă rectiliniu. Simplitatea propagării luminii explică formarea unei umbre, adică un loc unde energia luminoasă nu pătrunde. Sursele de mici dimensiuni este format umbra puternic conturată, și prezintă și mari Umbra penumbră, în funcție de sursa și distanța dintre corp și sursa.

2. Legea de reflecție. Unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie.

Raza incidentă, raza reflectată și perpendicularul pe interfața dintre cele două medii. restabilită la punctul de incidență al razei. se află în același plan

# 945; - unghi ascuțit Unghiul de reflexie - coborâți vertical până la punctul de incidență

3. Legea refracției.

La interfața dintre cele două medii, lumina își schimbă direcția de propagare. O parte din energia luminoasă revine la primul mediu, adică lumina reflectă. Dacă cel de-al doilea mediu este transparent, atunci o parte a luminii, în anumite condiții, poate trece, de regulă, prin limita media. direcția de propagare. Acest fenomen se numește refracție a luminii.

Optica geometrică și proprietățile cuantice ale luminii

# 945; - unghi ascuțit - unghiul de refracție.

Raza incidentă, raza reflectată și perpendicularul pe interfața dintre cele două medii. restabilită la punctul de incidență al razei. se află în același plan. Raportul sinusului dintre unghiul de incidență și sinusul unghiului de refracție este o constantă pentru aceste două medii.

Constanta n se numește indicele de refracție relativ sau indicele de refracție al celui de-al doilea mediu față de primul.

Cursul de raze într-o prismă triunghiulară

În cazul instrumentelor optice, este adesea folosită o prismă triunghiulară din sticlă sau din alte materiale transparente.

Calea razei în secțiunea unei prisme triunghiulare

O rază care trece printr-o prismă triunghiulară de sticlă întotdeauna tinde spre baza sa.

unghi Se numește unghiul de refracție al prismei, unghiul de deformare a fasciculului # 952; depinde de indicele de refracție n al prismei și de unghiul de incidență Dispozitivele optice folosesc adesea prisme optice sub forma unui triunghi dreptunghiular dreptunghiular. Aplicarea lor se bazează pe faptul că unghiul de limitare a reflexiei totale pentru sticlă este # 945; 0 = 45 0

Cursul de raze în prisme de acest fel

Comportamentul raselor la trecerea de la un tip de mediu la altul.

Atunci când fasciculul atinge un mediu mai puțin dens într-un mediu dens, apare refracția și fasciculul este apăsat împotriva perpendicularului scăzut până la punctul de incidență

Optica geometrică și proprietățile cuantice ale luminii

# 945; - unghiul de incidență, - unghiul de refracție

Atunci când un fascicul lovește un mediu dens într-un mediu mai puțin dens, apare refracția și fasciculul este apăsat pe interfața media.

Optica geometrică și proprietățile cuantice ale luminii






Unghiul de refracție. - Toată toamna

Un corp transparent, delimitat de două părți de suprafețe sferice, se numește lentilă

Optica geometrică și proprietățile cuantice ale luminii

Fig. 2 Fig. 3 Fig

De obicei, lentilele sunt fabricate din sticlă. O linie dreaptă OO1 care trece prin centrele suprafețelor sferice se numește axa optică principală (figura 1).

Lentile al căror mijloc este mai mare. decât marginile, denumite colectori (figura 2)

Lentilele descrise în figura 3 se numesc împrăștiere.

Orice obiectiv poate fi imaginat. ca un set de prisme de sticlă (figura 4).

În aer, lentilele de colectare deflectă razele de la axa optică principală și lentilele de împrăștiere - de la axa optică principală.

Luați în considerare o lentilă subțire, adică o lentilă a cărei grosime AB este mult mai mică decât raza R1 și R2. Toate raționamentele ulterioare se referă la o lentilă subțire. Ca și oglinzile sferice și plate. lentilele creează imagini ale surselor de lumină. Aceasta înseamnă că lumina vine de la un punct al obiectului. după refracție în lentilă, este din nou colectată la un punct (imagine), indiferent de ce parte a lentilelor au trecut razele. Dacă trece prin obiectivul converg, ele formează o imagine reală. Dacă razele care trec prin lentilă diferă, atunci razele în sine nu se intersectează la un moment dat. dar continuarea lor. imaginea este apoi imaginară.

Raze paralel cu axa optică principală a cristalinului după indicele de refracție al cristalinului difuzor se va abate, iar extensiile lor se intersectează obiectivul principal al lentilei divergente este imaginar și este situat la o distanță F de la obiectiv

Cel de-al doilea focar principal minim este situat pe cealaltă parte a obiectivului la aceeași distanță dacă mediul de pe ambele părți ale obiectivului este același.

Punctul în care razele de refracție colectat după incident pe lentila numit obiectivul principal de focalizare, iar distanța de la focalizarea la o distanță focală este numit Lisa

Se concentrează pe obiectivul doi

Un plan perpendicular pe axul principal al axei optice a obiectivului și care trece prin focalizare se numește plan focal.

Puneți roaba luminoasă oriunde în planul focal. obținem după refracție razele paralele.

Optica geometrică și proprietățile cuantice ale luminii

Imagistica în lentile

Proprietățile lentilelor sunt determinate în principal. locația trucurilor sale. Înseamnă. cunoscând distanța de la sursă la obiectiv și distanța focală, puteți stabili distanța față de imagine fără a lua în considerare calea razele din obiectiv.

Atunci când se construiește o imagine a unui punct luminos (obiect) din întregul flux de raze care intră pe obiectiv. alegeți 2 grinzi:

1. Beam care trece prin centrul optic. trece fără a fi refractat.

2. Fasciculul II al oricărei axe optice, după refracție, această rază va trece prin focalizarea situată pe această axă optică.

3. Ray. trecând prin focalizarea frontală a obiectivului. Un astfel de fascicul după refracție se va deplasa la axa optică principală II.

4. O rază care trece prin focalizarea dublă față, după refracție această rază este ca o dublă focalizare înapoi.

Cursul acestor patru raze este cel mai ușor de urmărit. Cel mai adesea, primele două raze sunt folosite în construcții.

Dacă punctul luminos se află pe axa optică principală. atunci pentru construcția sa este necesară conducerea unei axe optice auxiliare.

Optica geometrică și proprietățile cuantice ale luminii

Optica geometrică și proprietățile cuantice ale luminii

Optica geometrică și proprietățile cuantice ale luminii

Proprietățile cuantice ale luminii

Lumina poate fi reprezentată nu numai din punct de vedere al undelor, ci și ca un flux de particule unice - cuantele luminii (fotoni)

Caracteristica principală a unui cuantum este energia. Fluxul de lumină monocromatic constă în fotoni cu aceeași energie lumină

Energia fotonică este

Unde h = 6,62 X 10 -34 Js este constanta lui Planck, Frecvența luminii (Hz), C este viteza luminii în vid m / s, X-Lungime de undă (m)

Fenomenul. care constă în faptul că organele metalice supuse iradierii cu electroni emițătoare de lumină se numesc efect fotoelectric. Efectul fotoelectric este extracția electronilor de pe suprafața metalică sub acțiunea luminii.

Teoria efectului fotoelectric a fost creată de marele fizician german Einstein. Conform acestei teorii, energia unui cuantum de lumină este h # 957; merge pentru a face funcția de lucru a lui A, care este munca pe care trebuie să faceți pentru a elimina un electron de pe suprafața metalică, o energie cinetică mesaj de electroni.

Pentru fiecare organism, efectul fotoelectric se observă numai dacă frecvența luminii este mai mare decât valoarea minimă # 957; m. Această valoare minimă se numește limita roșie a efectului fotoelectric.







Trimiteți-le prietenilor: