І тарау. Физика және астрономия –табиғаты туралы ғылымдар
жүктеу/скачать 0,91 Mb.
|
Физика 7 сынып анықтамалар
- Бұл бет үшін навигация:
- Мөлдір біртекті ортада жарық түзу сызық бойымен тарайды.
- 1дптр = 1/м = м -1 .
| 7 ТАРАУ ЖЫЛУ ҚҰБЫЛЫСТАРЫ
Жарықтың түзусызықты таралу заңы – көне заманда ашылған табиғат заңдарының бірі. Бұл туралы біздің заманымыздан 300 жыл бұрын Мысырдың элладалық (грекиялық) Александрия қаласында туған «геометрияның атасы» аталған Евклид жазып қалдырды. Адамзат ұрпағының сан ғасырлық өмірлік тәжірибелерінің қорытындысы ретінде бұл заң былайша тұжырымдалады: Мөлдір біртекті ортада жарық түзу сызық бойымен тарайды. Жарықтың түзу бойымен тарайтындығының нақты дәлелі – өткен ғасырдың екінші жартысында ашылған ұлы жаңалықтардың бірі – кванттық генераторлардан шығатын лазер сәулелері болып табылады. Жарық сәулесі деп жарық көзінен энергия тарайтын бағытты көрсететін түзу сызықты айтады. Бірнеше жарық сәулелерінің жиынынан жарық шоғы құралады. Жарық шоғы деп кеңістіктің шектелген аймағында тарайтын жарық сәулелерінің жиынын айтады. Жарық шоқтары параллель, шашыратылған және жинақталған шоқтарға бөлінеді. Жарық шоғының құрамындағы сәулелер олардың нүктелік центрінен шығатын болса, ондай шоқ шашыратылған жарық шоғы деп аталады. Жарық шоғының құрамындағы сәулелер олардың нүктелік центріне қарай бағытталса, ондай шоқ жинақталған жарық шоғы деп аталады. Жарық шоғының құрамындағы сәулелердің траекториялары қиылыспайтын болса, ондай шоқ параллель жарық шоғы деп аталады. Жарық сәулелерінің тәуелсіздік заңы деп аталады да, былайша тұжырымдалады: Жарық сәулелері бірімен-бірі қиылысқанда таралу бағыттарын өзгертпейді. Экранның жарықталмаған бөлігі көлеңке деп, ал жартылай жарықталған бөлігі шала көлеңке деп аталады. Айнадай жалтыр бет деп өзіне түскен жарық энергиясының көп бөлігін шағылдыратын, яғни жарықты өзі шыққан ортасына кері қайтаратын бетті айтады. Түскен СО сәулесі мен екі түрлі ортаның шегарасына перпендикуляр тұрғызылған ОВ кесіндісінің арасындағы α бұрышы түсу бұрышы деп аталады. Шағылған ОК сәулесі мен екі түрлі ортаның шегарасына перпендикуляр тұрғызылған ОВ кесіндісінің арасындағы β бұрышы шағылу бұрышы деп аталады. а) түскен сәуле, шағылған сәуле және түсу нүктесіне тұрғызылған перпендикуляр бір жазықтықта жатады; б) жарық қандай бұрышпен түссе, сондай бұрышпен шағылады: α = β. Бұндай қорытынды жарықтың шағылу заңы деп аталады. Тегіс емес беттен (мысалы, қағаз бетінен) әртүрлі бұрыштармен шағылған сәулелерді шашырай немесе диффузиялық шағылу деп атайды. Жалған бейнелердің пайда болуын, бір жағынан, жарықтың түзусызықты таралу заңына және шағылу заңына сүйеніп; екінші жағынан, жарықтың шашыратылған сәулелер шоғы және жинақталған сәулелер шоғы ұғымдарын пайдаланып түсіндіре аламыз. Симметрия принципімен салынған нәрселердің айнадағы кескіндері мынадай сипаттарымен ерекшеленеді: кескін жасанды, бірақ түзу, әрі нәрсенің өз өлшемімен бірдей, сонымен қатар нәрсе айна бетінен қандай қашықтықта орналасса, оның айнадағы кескіні де сондай қашықтықта орналасады. Сфераның диаметр жазықтығына параллель бетпен кесілген бөлігін сегмент деп атайды. Ішкі беті өңделген сфера сегментін ойыс айна деп (а суреті), ал сыртқы беті өңделген сфера сегментін дөңес айна (б суреті) деп атайды. Суреттегі О нүктесі сфералық беттің центрі, NC сызығы айнаның бас оптикалық өсі, С нүктесі айнаның төбесі (полюсі), F нүктесі айнаның фокусы, ал сфераның төбесінен фокусқа дейінгі қашықтық (F = FС) фокус қашықтығы деп аталады. Ойыс айнаның бас оптикалық өсіне параллель түскен жіңішке жарық шоғының барлық шағылған сәулелері оның фокусында тоғысып жиналады. Ойыс айнаның центрінен тыс орналасқан нәрсенің айнадағы кескіні шамның шын (өйткені жорамал емес, нақты шағылған сәулелермен анықталған), төңкерілген және кішірейтілген кескін болып табылады. Дөңес айнаның көрсететін барлық кескіндері дене қалай орналасса да жалған, кішірейтілген және тура болып келеді. Тек жарықтың шағылу заңы ашылған кезеңнен 2000 жыл өткеннен кейін ғана нидерландық ғалым Виллеброрд Снелл (Снеллиус) жарықтың сыну заңын ашты. Бұл заң былайша тұжырымдалады: Берілген екі орта үшін түсу бұрышы синусының сыну бұрышы синусына қатынасы тұрақты шама болып табылады: sin α/sin γ = n. 2. Тұрақты шама n заттың (ортаның) сыну көрсеткіші деп аталады. Заттың сыну көрсеткіші түсу бұрышына тәуелді емес, берілген екі ортаның қасиетіне қарай эксперимент жүзінде анықталады. Жарықтың сыну заңы былайша өрнектеледі: n = sin α/sin γ = с/ υ . Біріншіден, көзге көрінетін ақ жарықтың бірнеше түсті сәулелер шоғынан тұратын күрделі жарық екенін көрсетеді; екіншіден, әр түсті сәулелер шоғының әртүрлі бұрышпен сынатынын дәлелдейді; үшіншіден, олардың заттық ортадағы таралу жылдамдықтарының да әртүрлі болатынын айғақтайды. Толық ішкі шағылу құбылысы мына шарттар орындалғанда байқалады: біріншіден, сәуле тарайтын ортаның оптикалық тығыздығы оны қоршаған ортаның оптикалық тығыздығынан артық болуы қажет; екіншіден, сәуле екі ортаны қосатын бетке оптикалық тығыздығы артық ортадан бағытталуы керек; үшіншіден, сәуле екі ортаны қосатын бетке белгілі бір шекті бұрыштан үлкен бұрышпен түсуі қажет. sin α/sin γ = 1/n. Бұл формуладан кез келген заттағы толық шағылудың αшек шекті бұрышын таба аламыз (γ = 90о ; sin 90о = 1): sin αшек = 1/n, мұндағы n – берілген заттың сыну көрсеткіші. Көптеген құрылғылар мен аспаптардың жұмыс жасау принципі жарықтың толық іштен шағылу құбылысына негізделген. Солардың бірі – талшықты оптика мен талшықты техникада қолданылатын иілмелі жарық өткізгіштер болып табылады. Линза деп екі жақ беті радиустары R1 және R2 болатын (сурет 7.22) сфералық сегменттермен шектелген мөлдір денені айтады. Линзалар шектейтін беттерінің пішіндеріне қарай 6 түрге бөлінеді (сурет 7.22, ә). Оларды қос дөңес (1), жазық дөңес (2), ойыс дөңес (3), қос ойысты (4), жазық ойысты (5) және дөңес ойыс (6) линзалар деп атайды. Дөңес линзалардың шеттеріне қарағанда ортасы қалың; ал ойыс линзалардың шеттері қалың да, ортасы жұқа келеді. Линзаларды қолданып, нәрселердің кескіндерін салуға байланысты төмендегі ұғымдар мен терминдер қолданылады. Линзаның екі сфералық сегменттерінің центрлері орналасқан О1О2 түзуі линзаның бас оптикалық өсі деп аталады (сурет 7.22, а). Бас оптикалық өс бойындағы барлық сәулелер линзадан сынбай өтетін О нүктесін линзаның оптикалық центрі деп атайды. Линзаның оптикалық центрі арқылы бас өске көлбеу өтетін кез келген түзу қосалқы оптикалық өс деп аталады (сурет 7.22, а). Оптикалық центр арқылы бас өске перпендикуляр өтетін жазықтықты линзаның бас жазықтығы дейді. Линзаның фокус қашықтығы және оптикалық күші деп аталатын шамалар оның негізгі сипаттамалары болып табылады. Фокус қашықтығы деп линзаның бас фокусынан оның центріне дейінгі қашықтықты айтады. Фокус қашықтығын F әрпімен белгілейміз. Линзаның оптикалық күші деп оның фокус қашықтығына кері шаманы айтады: D = 1/F . D әрпімен белгіленетін линзаның оптикалық күші диоптрия (дптр) деп аталатын бірлікпен өлшенеді. Егер жинағыш линзаның фокус қашықтығы 1 м болса, онда оның оптикалық күші 1 диоптрия (дптр) болады. Халықаралық бірліктер жүйесінде бір диоптрия бір метрге кері шамамен өлшенеді: 1дптр = 1/м = м-1. Шашыратқыш линзаның фокус қашықтығы мен оптикалық күші теріс сандармен жазылады. Сызықтық үлкейту деп кескіннің өлшемінің (h биіктігінің) нәрсенің өлшеміне (Н биіктігіне) қатынасын айтады: Г = h/Н. 1) линзаның сипаттамасы болып табылатын фокус қашықтығы (F); 2) дененің линзадан қашықтығы d; 3) кескіннің линзадан қашықтығы (f). Осы үш шаманың өзара байланысын сипаттайтын өрнек жұқа линзаның формуласы деп аталады: жүктеу/скачать 0,91 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|