Конспект лекций по физике для довузовской подготовки москва -2014
жүктеу/скачать 1,26 Mb. Pdf көрінісі
|
Конспект лекций по физике
- Бұл бет үшін навигация:
- Закон прямолинейного распространения
- Закон независимости световых лучей
- Закон отражения света
- Закон преломления света
- 10.1.2. Собирающие и рассеивающие линзы Линза
| Закон__независимости__световых__лучей'>Закон__прямолинейного__распространения'>Закон
прямолинейного распространения указывает , что в однородной среде свет распространяется прямолинейно ( прямая , показывающая направление распространения света , называется све - товым лучом ). Закон независимости световых лучей утверждает , что лучи при пересечении не влияют друг на друга . Закон отражения света устанавливает , что падающий луч , отраженный луч и нормаль , восстановленная в точке падения луча на отражающую поверхность , лежат в одной плоскости , при этом угол падения равен углу отражения , рис . 10.1. В . А . Никитенко , А . П . Прунцев 133 Закон преломления света гласит , что падающий луч , прелом - ленный луч и нормаль , восстанов - ленная в точке падения луча на преломляющую поверхность , ле - жат в одной плоскости , при этом отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред n 21 и называется отно - сительным показателем прелом - ления второй среды относительно первой ( рис . 10.1). 2 1 1 2 21 n n n sin sin . (10.3) Из формулы (10.3) следует , что относительный показатель преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления : n 21 = n 2 / n 1 . (10.4) При отражении и преломлении света имеет место закон обра - тимости световых лучей , поэтому n 21 = 12 n 1 . (10.5) Абсолютный показатель преломления воздуха мало отлича - ется от единицы ( он равен 1,0003), абсолютного показателя прелом - ления вакуума . Чем выше абсолютный показатель преломления , тем среда считается оптически более плотной . Изображение светящейся точки в зеркале ( или в линзе ) нахо - дится на пересечении световых лучей или продолжений световых лу - чей , идущих из этой точки и попадающих в глаз наблюдателя . Если попадающие в глаз лучи от светящейся точки сами не пересекаются , а пересекаются их продолжения , то изображение назы - вается мнимым . = n 1 n 2 n 2 n 1 n 1 Рис . 10.1 Конспект лекций 134 На рис . 10.2 построено изображение светящейся точки S в плоском зеркале . Если показатель преломле - ния n 1 среды 1 больше показателя преломления n 2 среды 2 ( см . рис . 10.1), то при угле пр . ( предельный угол ) преломленный луч скользит по поверхности раздела ( =90 , рис . 10.3). При дальнейшем увели - чении угла падения световой пу - чок не преломляется , а только от - ражается от поверхности раздела внутрь оптически более плотной среды . Это явление называется полным внутренним отражением ( используется для канализации света ), а угол падения пр . – пре - дельным углом полного внутрен - него отражения , при этом sin пр . = 1 2 n n = n 21 . (10.6) Если среда 2 – вакуум или воздух , то sin пр . = 1 n 1 . (10.7) 10.1.2. Собирающие и рассеивающие линзы Линза – прозрачное для света отшлифованное тело , ограни - ченное с двух сторон кривыми поверхностями ( одна из поверхностей может быть плоской ). Сферическими называются линзы , ограниченные с двух или с одной стороны сферическими поверхностями , цилиндрическими – ограниченные таким же образом цилиндрическими поверхностями . т . S т .S Рис . 10.2 пр . n 1 n 2 90 n 2 Рис . 10.3 В . А . Никитенко , А . П . Прунцев 135 Выпуклые линзы , превращающие падающий на них пучок па - раллельных лучей в пучок сходящихся лучей , называются собираю - щими , рис . 10.4, а . Вогнутые линзы , превращающие пучок параллельных лучей в пучок расходящихся лучей , называются рассеивающими , рис . 10.4, б . Прямая , проходящая через центры сферических поверхностей линзы , называется главной оптической осью , рис . 10.4. Точка О , расположенная в линзе на ее оптической оси , через которую луч света проходит , не меняя своего направления , получила название оптиче - ского центра линзы , рис . 10.4. Любая прямая , проходящая через оп - тический центр линзы под углом к главной оптической оси , называет - ся побочной оптической осью . Точка F на главной оптиче - ской оси собирающей линзы , в ко - торой собираются лучи , падающие на линзу параллельно ее главной оптической оси , называется глав - ным фокусом , рис . 10.5. т . О условные обозначения а ) б ) Рис . 10.4 F Рис . 10.5 Конспект лекций 136 Точка F на главной оптиче - ской оси рассеивающей линзы , в которой пересекаются продолже - ния преломленных в линзе расхо - дящихся лучей , падающих на нее параллельно главной оптической оси , называется мнимым фокусом линзы , рис . 10.6. Расстояние от центра лин - зы до главного фокуса называется фокусным расстоянием линзы . Фокусное расстояние собирающей линзы положительно , рассеивающей – отрицательно . Плоскости , про - веденные через фокусы линзы перпендикулярно к главной оптиче - ской оси , называются фокальными плоскостями . Чтобы опреде - лить изображение све - тящейся точки , в линзе находят точку пересече - ния двух преломленных лучей . Обычно для по - строения выбирают два луча , показанные на рис . 10.7. Луч 1 – падающий луч , параллельный глав - ной оптической оси ( преломляясь , он идет через фокус собираю - щей линзы или так от - клоняется в рассеиваю - щей линзе , чтобы его продолжение проходило через фокус ); луч 2 – падающий луч , прохо - дящий через оптический F Рис . 10.6 S 1 F F 3 S S 1 S F F Рис . 10.7 2 2 В . А . Никитенко , А . П . Прунцев 137 центр линзы и не изменяющий свое направление ; луч 3 – через глав - ный фокус и далее после собирающей линзы , идущий параллельно главной оптической оси . При построении изображения линза считается очень тонкой . Формула линзы имеет вид F 1 f 1 d 1 , (10.8) где d – кратчайшее расстояние от светящейся точки до плоскости , проходящей через оптический центр линзы перпендикулярно ее глав - ной оптической оси ( знак минус в случае падения сходящегося свето - вого пучка , источник света – мнимый ), f – кратчайшее расстояние от изображения светящейся точки до той же плоскости , проходящей че - рез оптический центр линзы перпендикулярно главной оптической оси ( минус , когда изображение мнимое ), F – фокусное расстояние линзы ( минус для рассеивающей линзы ). Величина , обратная фокусному расстоянию линзы ( в метрах ), называется жүктеу/скачать 1,26 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|