- •Волновая оптика
- •Коэффициенты отражения и пропускания
- •Интерференция света
- •Получение когерентных волн
- •Ширина интерференционной полосы
- •Длина когерентности
- •Просветление оптики
- •Дифракция света
- •П ринцип Гюйгенса - Френеля (пгф)
- •Пятно Пуассона
- •Дифракция от прямолинейного края полуплоскости
- •С пираль Корню
- •Дифракция Фраунгофера
- •Дифракция Фраунгофера от круглого отверстия
- •Дифракционная расходимость пучка
- •Разрешающая способность объектива
- •Условие минимумов
- •Распределение интенсивности
- •Дифракционная решетка
- •Закон Малюса
- •Двойное лучепреломление
- •Дихроизм
- •Вращение направления линейной поляризации
- •Дисперсия света
- •Волновой пакет
Волновая оптика
1) Шкала. Весь спектр ЭМВ делят на: низкочастотное излучение, радиоволны,
оптические, рентгеновское и γ-излучения. Оптический диапазон (в вакууме):
УФИ λ = 10 – 400 нм; видимое λ= 400 – 760 нм; ИКИ λ= 760 – 1000 нм
2) Показатель преломления. Основное действие света связано с Ē , показатель
преломления (с – скорость света в вакууме, - фазовая скорость
волны в среде, ε – диэлектрическая проницаемость среды), т.е. оптические свойства среды связаны с электрическими. , что приводит к дисперсии
(зависимость n и от λ). n характеризует оптическую плотность среды (больше
n – плотнее среда). В веществе .
3) Интенсивность (I) – модуль среднего по времени значения плотности потока
энергии.
~ ЕmHm . Установлено , что , где - амплитуда Ē.
В изотропных средах направлен по касательной к лучу.
Луч – линия, нормальная к волновой поверхности.
4) Световая волна: поперечная, естественный свет – Ē колеблется в самых разных направлениях, нормальных к .
5) Излучение светящегося тела слагается из волн атомов. Атом излучает в течение ~ цуг волн протяженностью ~ 3м . Цуги атомов , налагаясь друг на друга, образуют световую волну. Направления цугов ориентированы случайно, что определяет случайную ориентацию Ē волны. При этом Em= const
Если колебания Ē упорядочены, то свет поляризован (плоская, эллиптическая и пр.
поляризация).
ЭМВ на границе раздела
Установлено, что при прохождении света через границу раздела двух однородных изотропных прозрачных сред с магнитной проницаемостью µ=1 и показателями преломления n1, и выполняется следующее:
1) Вектор преломленного луча сонаправлен с Ē падающего луча , они синфазны и .
2)Векторы отраженного и падающего лучей связаны сооотношением . При и они синфазны .
При ↑↓ , т.е. при отражении от оптически более плотной среды
фаза волны скачком меняется на .
Коэффициенты отражения и пропускания
Коэффициент отражения – величина , где I’ и I – интенсивности отра-
женной и падающей волн.
Из I ~ ~ => = =
=> = => , т.е. ρ не зависит от среды
падения волны (1 или 2).
Коэффициент пропускания – величина , где I” и I – интенсивности
преломленной и падающей волн.
. => = . или
.
Фотометрия
Фотометрия – раздел оптики, посвященный измерению световых потоков и
связанных с ними величин.
В фотометрии физическая природа света, его геометрические, волновые и
квантовые свойства имеют второстепенное значение.
К ривая видности (V) (относительной спектральной чувствительности глаза) отражает различие чувствительности глаза к световым потокам одинаковой интенсивности разных длин волн .
Световой поток (Ф) – характеристика интенсивности света с
учетом его способности вызывать зрительные ощущения.
[Ф]= 1лм – люмен. , где Кm ≈ 683 ;
Фэ – поток энергии в ваттах той же длины волны λ .
Для излучения в интервале длин волн (λ,λ+dλ) : dФ= , где - функция распределения световой энергии.
Полный световой поток
Сила света (I) – световой поток точечного источника, приходящийся на единицу
телесного угла. [I]=1кд – кандела
В общем случае I зависит от направления;
Для изотропного источника , где Ф – полный световой поток источника.
Освещенность (Е) – световой поток, падающий на единицу площади поверхности.
[E] =1 лк – люкс. 1лк= .
Светимость (М) – световой поток, испускаемый (отражаемый) единицей площади
поверхности наружу по всем направлениям , [М] = 1 .
М характеризует различные участки протяженного источника света.
Яркость (L)- отношение силы света I элемента поверхности ∆S в
заданном направлении к проекции ∆S на плоскость,
перпендикулярную этому направлению ∆
θ
[L]=1L характеризует излучение (отражение) в заданном направлении.