OPTICS, o sectiune a fizicii in care sunt luate in considerare toate fenomenele asociate cu lumina, incluzand radiatia infrarosu si ultravioleta (vezi si FOTOMETRIA, RADIATIA ELECTROMAGNETICA).
OPTICA GEOMETRICĂ
Optica geometrică se bazează pe conceptul de propagare rectilinie a luminii. Principalul rol în el este jucat de conceptul de fascicul de lumină. În fascicul de unde, fasciculul de lumină coincide cu direcția normalului față de frontul undei și în cel corpuscular cu traiectoria mișcării particulelor. În cazul unei surse punctuale într-un mediu omogen, razele luminoase sunt linii drepte care ies din sursă în toate direcțiile. La interfețele mediilor omogene, direcția razelor de lumină se poate schimba datorită reflexiei sau reflexiei, dar în fiecare mediu ele rămân drepte. De asemenea, în funcție de experiență, se presupune că direcția razelor de lumină nu depinde de intensitatea luminii.
Reflecție.
Atunci când lumina se reflectă dintr-o suprafață plană lustruită, unghiul de incidență (măsurat de la normal la suprafață) este egal cu unghiul de reflexie (Figura 1), cu fasciculul reflectat, raza normală și cea incidentă situată în același plan. Dacă un fascicul de lumină intră pe o oglindă plană, atunci forma grinzii nu se schimbă atunci când este reflectată; se răspândește doar într-o altă direcție. Prin urmare, în căutarea în oglindă, puteți vedea imaginea sursei de lumină (sau a obiectului iluminat) și imaginea pare a fi aceeași cu cea a obiectului original, dar în spatele oglinzii la o distanță egală cu distanța de la obiect la oglindă. Linia dreaptă care trece prin obiectul punct și imaginea sa este perpendiculară pe oglindă.
Reflecții multiple.
Atunci când două oglinzi se află una în fața celeilalte, imaginea care apare în unul dintre ele se reflectă în cealaltă și se obține o serie întreagă de imagini, numărul cărora depinde de poziția relativă a oglinzilor. În cazul a două oglinzi paralele, atunci când un obiect este plasat între ele (figura 2, a), se obține o secvență infinită de imagini situate pe o linie dreaptă perpendiculară pe ambele oglinzi. O parte din această secvență poate fi văzută dacă oglinzile sunt situate unul de celălalt la o distanță suficient de mare pentru a putea privi din lateral. Dacă două oglinzi plane formează un unghi drept, atunci fiecare dintre cele două imagini primare este reflectată în cea de-a doua oglindă, dar imaginile secundare coincid, astfel încât numai trei imagini sunt obținute ca rezultat (figura 2, b). La unghiuri mai mici între oglinzi, se poate obține un număr mai mare de imagini; toate sunt situate pe cercul care trece prin obiect, cu centrul în punctul de pe linia de intersecție a oglinzilor. Imaginile care dau oglinzi plate sunt întotdeauna imaginare - ele nu sunt formate de grinzi reale și, prin urmare, nu pot fi obținute pe ecran.
Reflectarea de pe suprafețele curbe.
Reflecția de pe suprafețele curbe se realizează în conformitate cu aceleași legi ca și din linii drepte, iar normalul în punctul de reflexie este perpendicular pe planul tangent în acest punct. Cea mai simplă, dar cea mai importantă cauză este reflectarea de pe suprafețele sferice. În acest caz, normalele coincid cu razele. Există două opțiuni posibile:
1. Oglinzi concave: lumina cade din interior spre suprafața sferei. Atunci când un fascicul de raze paralele cade pe o oglindă concavă (figura 3, a), razele reflectate se intersectează într-un punct situat la jumătatea distanței dintre oglindă și centrul curburii. Acest punct se numește focalizarea oglinzii, iar distanța dintre oglindă și acest punct este distanța focală. Distanța s de la obiect la oglindă, distanța s from de la oglindă la imagine și distanța focală f sunt legate de formula
unde toate cantitățile trebuie considerate pozitive dacă sunt măsurate la stânga oglinzii, ca în Fig. 4, a. Atunci când un obiect este la o distanță mai mare decât lungimea focală, se formează o imagine reală, dar când distanța s este mai mică decât lungimea focală, distanța față de imagine devine negativă. Imaginea este formată în spatele oglinzii și este imaginară.
2. Oglinzi convexe: lumina cade din exterior spre suprafața sferei. În acest caz, după reflexia din oglindă, se obține întotdeauna o rază divergentă de raze (Figura 3, b), iar imaginea formată în spatele oglinzii este întotdeauna imaginară. Poziția imaginilor poate fi determinată utilizând aceeași formulă, luând în ea o lungime focală cu semnul minus.
În Fig. 4a prezintă o oglindă concavă. În stânga, sub forma unei săgeți verticale, este un obiect de înălțime h. Raza oglinzii sferice este R. și lungimea focală f = R / 2. În acest exemplu, distanța s de la oglindă la obiect este mai mare decât R. Imaginea poate fi reprezentată grafic, dacă dintr-un număr infinit de mari de raze de lumină se iau în considerare trei care emană din partea superioară a obiectului. Un fascicul paralel cu axa optică principală, după reflexia din oglindă, va trece prin focalizare. Cea de-a doua rază care intră în centrul oglinzii va fi reflectată în așa fel încât razele incidente și reflectate vor forma aceleași unghiuri cu axa principală. Intersecția acestor raze reflectate va da o imagine a punctului de vârf al obiectului și imaginea completă a obiectului poate fi obținută dacă din acest punct, perpendicularul h este scos la axa optică principală. Pentru verificare, puteți urmări progresul celei de-a treia raze care trece prin centrul curburii oglinzii și se reflectă din ea înapoi pe aceeași cale. Așa cum se poate vedea din figură, ea trece și prin punctul de intersecție al primelor două raze reflectate. Imaginea în acest caz va fi reală (este formată din grinzi reale), inversată și redusă.
Aceeași oglindă este prezentată în Fig. 4, b. dar distanța față de obiect este mai mică decât distanța focală. În acest caz, după reflexie, razele formează un fascicul divergent, iar extensiile lor se intersectează într-un punct care poate fi privit ca o sursă din care apare întregul fascicul. Imaginea va fi imaginară, mărită și dreaptă. Cazul prezentat în Fig. 4, b. corespunde unei oglinzi concave, dacă obiectul (fața) este situat în lungimea focală.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: