To tylko jedna z 19 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Optyka 1
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Optyka I
Światło to fala elektromagnetyczna (rozchodzące się w przestrzeni zaburzenie pola elektrycznego i
magnetycznego), która w próżni propaguje się z prędkością c, bliską 3 ·108 m/s.
Y
E
X
Z
B
Prędkość fali związana jest z częstotliwością (barwą) i długością fali wzorem:
v
W obszarze widzialnym, długości fal świetlnych mieszczą się w granicach od ok. 360 nm do ok. 770 nm.
400
700
[nm]
Przyrządy optyczne mają rozmiar około 0,1 m. Długość fali świetlnej to około 0,5 ∙10 -6 m, czyli jest około milion
razy mniejsza od rozmiarów przyrządów. W takim przypadku możemy zaniedbać w naszych rozważaniach naturę
falową, zakładając, że światło rozchodzi się w ośrodku jednorodnym po linii prostej . Te kierunki rozchodzenia się
światła nazywa się promieniami świetlnymi.
Bieg promieni świetlnych opisuje zasada Fermata.
Światło rozchodzi się w przestrzeni po takiej drodze, że czas jej przebycia jest ekstremalny
(zwykle minimalny).
Przy przejściu światła do innego ośrodka zmienia się prędkość i długość fali, a częstotliwość pozostaje bez zmiany.
v=
c
n
gdzie n jest współczynnikiem załamania ośrodka względem próżni, tzw.
bezwzględnym współczynnikiem załamania.
Światło padając na granicę dwóch ośrodków częściowo ulega odbiciu, a częściowo przechodzi do drugiego
ośrodka. W oparciu o zasadę Fermata można sformułować prawo odbicia i załamania światła na granicy dwóch
ośrodków.
Prawo odbicia
Jeżeli światło pada na powierzchnię zwierciadła (odbijającą) to odbija sie od niego tak, że promień
padający i odbity leżą w jednej płaszczyźnie oraz kąt padania równy jest kątowi odbicia.
α= β
normalna do płaszczyzny zwierciadła
promień padający
promień odbity
Prawo załamania (Snelliusa)
Na granicy dwóch ośrodków promień świetlny ulega załamaniu tak, że kąt padania i załamania spełniają
relację:
n1 sinα = n 2 sinβ
promień
padający
gdzie n1 i n2 są współczynnikami załamania odpowiednio ośrodka
pierwszego i drugiego.
ośrodek 1
Często posługujemy się tzw. względnym współczynnikiem załamania:
normalna do
płaszczyzny
rozdzielającej ośrodki
ośrodek 2
v
n
n21 = 1 = 2
v2 n 1
gdzie n21 jest współczynnikiem załamania ośrodka 2 względem 1.
promień
załamany
Jeśli prędkość rozchodzenia się światła w ośrodku 1 jest większa od jego prędkości w ośrodku 2, to mówimy, że
ośrodek 1 jest rzadszy optycznie. Wtedy zachodzi relacja dla współczynników załamania.
n1 β
Kąt graniczny
Jeśli promień padający biegnie w ośrodku gęstszym optycznie (czyli v1
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)