Физика және техникалық пәндер кафедрасы
жүктеу/скачать 1,74 Mb.
|
УМК ОПТИКА иСПЕКТР каз
| 15,16 Дәрістер тақырыбы:
Геометриялық оптика негіздері. Геометриялық оптиканың негізгі қағидалары, заңдары. Жарықтың жұқа линзада сынуы. Жарық сәулесі деп бойымен жарық энергиясы таралатын геометриялық сызық ұғылады; жарықтың табиғаты сөз болмайды. Мәселе тәжірибе жүзінде тағайындалған сәулелік оптика заңдары делінетін қағидаларға негізделіп қарастырылады. Ол заңдардың мазмұны келесі: Жарықтың түзу сызықтық таралу заңы. Жарық сәулелері біртекті ортада түзу сызық бойымен таралады. Бұл заңды тек дифракция құбылыстары есепке алынбайтын жағдайларға ғана қолдануға болады. Жарық шоқтарының тәуелсіздік заңы. Жарықтың бір шоғының әсері басқа шоқтарының әсерлеріне тәуелді емес, яғни жарық шоқтары бір-біріне ықпалын тигізбейді, бұл заң когерент емес сәулелер шоқтары үшін ғана дұрыс орындалады. Жарықтың шағылу заңдары. а) бетке түскен сәуле, одан шағылған сәуле және сол бетке түсу нүктесі арқылы жүргізілген нормаль бір жазықтықта жатады. б) шағылу бұрышы (і) мен түсу бұрышы () өзара тең і= Осы айтылған заңдар тек жарық тегіс беттен шағылғанда ғана орындалады. Егер жарық түскен бет күңгірт немесе бұдыр болса, онда жарық барлық жаққа бытырай шағылады, яғни жарық шашырайды. 4. Жарықтың сыну заңдары. а) түскен сәуле, сынған сәуле және түсу нүктесі арқылы екі ортаның шекара бетіне жүргізілген нормаль бір жазықтықта жатады. б) түсу бұрышы (і) синусының сыну бұрышы (r) синусына қатынасы. Берілген екі орта үшін тұрақты шама болды: мұндағы n=1 – екінші ортаның бірінші ортаға қатысты сыну көрсеткіші деп аталады, ол шекарасынан жарық өтетін орталардың қасиеттеріне тәуелді, і мен r бұрыштарының үлкен-кішілігіне байланысты емес. Жарықтың бұл сыну заңдары жарық бір изотроп ортадан екінші изотроп ортаға өткенде ғана орындалады. Жарықтың шағылу және сыну заңдарын Ферма принципі делінетін жалпы қағида салдары деп қарастыруға да болады. Ферма принципі. Жарық бір нүктеден екінші нүктеге таралғанда барлық жолдардың ішінен неғұрлым аз уақыт алатын жолмен таралады. Ферма принципіне сүйене отырып жарықтың шағылу және сыну заңдарын шығаруға болады. А Х В А
1) 2) В А а В А В Жарықтың жазық айнадан шағылуы. Мұқият тегістелген жылтыр жазық бет жазық айна деп аталады. Сондай айнаға түскен жарық сәулелерінің шоғы жоғарыда айтылған шағылу заңдарына лайық шағылады. S жарқырауық нүктеден шыққан SА және SД сәулелері MN жазық айнадан шағылып, АВ және ДЕ бағыттары бойынша кетеді, оларды кері бағытта созсақ , олардың созындысы нүктесінде қиылысады. Осы нүктесі S нүктесінің жорамал кескіні. Суретте С=С S. Сөйтіп нүктенің жазық айнадағы кескіні жорамал, айнаның сырт жағында болады, оның айна бетінен қашықтығы нүктенің айнадан қашықтығына тең болады. Призма өзара параллель емес жазықтықтармен шектелген мөлдір дене болады.Үш жақты призманы алайық. Оның сәуле өтетін жақтарының арасындағы бұрыш призманың сындыру бұрышы, ол бұрышқа қарсы жатқан жағы призманың табаны деп аталады. Р N N A B S D S’ Монохромат жарықтың SA сәулесі призмадан өткенде екі рет сынып BS’ бағыты бойынша таралады. Призманың ішіндегі сәуленің бағыты оның табанына параллель. Олай болу үшін призма сәуле өте аз бұрылатын қалпында тұруы қажет. Бұл жағдайда бастапқы бағыт пен сынған сәуле бағыты арасындағы бұрыш ең аз бұрылу бұрышы деп аталады. - призманың сындыру бұрышы деп аталады. Енді сындыру бұрышы , ең аз бұрылу бұрышы және призма жасалған заттың сыну көрсеткіші n арасындағы байланысты табамыз. Екі үш бұрышты қарастырайық АВД, АВС. (1) (2) Жарықтың сыну заңы бойынша (3) і мен r орындарына (1) және (2) мәндерін қояйық. (4) призманың сындыру бұрышы мен ең аз бұрылу бұрышын өлшеп тауып (4) формула бойынша оның затының сыну көрсеткішін дәл есептеп табуға болады. Егер призмаға ақ жарық түсірілсе, ол призмадан өткенде түрлі түсті сәулелерге жіктеледі, өйткені толқынының ұзындығы әр түрлі сәулелердің сыну дәрежесі бірдей емес. Сындырғыш беттерден құралған система оптикалық система деп аталады. Егер барлық беттердің қисықтық центрлері бір түзудің бойында жатса, ондай система центрленген система деп аталады да, олардың ортақ осі системаның ұлы оптикалық осі болып табылады. Сфералық бетпен шектелген жұқа линзаны ең қарапайым центрленген оптикалық система деп санауға болады. 1 2 3 4 5 6 1,2,3 – жинағыш линзалар 4,5,6 – шашыратқыш линзалар деп аталар,егер олардың материалының оптикалық тығыздығы оларды қоршаған ортаның оптикалық тығыздығынан артық болса. Керісінше - Жұқа линза болса – 1,2,3 – шашыратқыш, 4,5,6,- жинағыш кескін шын, ұлғайған, бірақ кері. һ А Д u’ У F2 B В FR У a2 a2 ‘ А Бұл жиниғыш линза шашыратқыш линзадағы кескін, нәрсе қайда тұрса да тура, кішірейген, жорамал болады. Кескіннің оптикалық оське бағыттағы шамасының сол нәрсенің осы бағыттағы шамасына қатынасы сызықтық ұлғаю немесе көлденең ұлғаю деп аталады. (9) онда Онда: (10) Линзаның бұрыштық ұлғайтуы деп линзадан шыққан және линзаға түскен сәулелер мен ұла оптикалық ось арасындағы бұрыштар тангенстерінің қатынасы айтылады: (11) Суреттен: Бұдан: (12) (12) мен (10) – ды салыстырсақ: Бұрыштық ұлғаю сызықтық ұлғаюдың кері шамасына тең. жүктеу/скачать 1,74 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|