Оптичні системи. Кут зору. Дисперсія, інтерференція, дифракція, поляризація світла

Содержание

Слайд 2

Оптична система – це сукупність оптичних елементів, призначених для формування пучків

Оптична система – це сукупність оптичних елементів, призначених для формування пучків

світлових променів або для одержання зображень.
Розрізняють природні і штучні оптичні системи.

Одна з найдосконаліших і водночас найпростіших оптичних систем – око людини.

Око як оптична система

Слайд 3

Адаптація – здатність ока пристосовуватися до різної яскравості спостережуваних предметів. Акомодація

Адаптація – здатність ока пристосовуватися до різної яскравості спостережуваних предметів.

Акомодація –

здатність кришталика змінювати свою кривизну в разі зміни відстані до предмета.
Слайд 4

Відстань найкращого зору – найменша відстань, на якій око бачить предмет

Відстань найкращого зору – найменша відстань, на якій око бачить предмет

практично не напружуючись.

Короткозорість – фокус ока знаходиться перед сітківкою.
Коригується носінням окулярів з із розсіювальними лінзами.

Далекозорість – фокус ока знаходиться за сітківкою.
Коригується носінням окулярів зі збиральними лінзами.

Слайд 5

Кут зору Розмір Н зображення предмета на сітківці визначається кутом зору

Кут зору

Розмір Н зображення предмета на сітківці визначається кутом зору ϕ

- кутом із вершиною в оптичному центрі ока, утвореним променями, напрямленими на крайні точки предмета.

О – оптичний центр ока
d - відстань від предмета до ока
f - відстань від оптичного центра до зображення
F - фокусна відстань
ϕ - кут зору

Слайд 6

Оптичні прилади, для збільшення кута зору 1 2 3 4 5

Оптичні прилади, для збільшення кута зору

1

2

3

4

5

6

7

8

1- мікроскоп, 2- монокль, 3- телескоп,

4- лорнет,
5- лупа, 6- пенсне, 7- бінокль, 8- фотоапарат
Слайд 7

Оптичні прилади Прилади для розглядання дуже дрібних об’єктів, які ніби збільшують

Оптичні прилади

Прилади для розглядання дуже дрібних об’єктів, які ніби збільшують об’єкт

(лупа, мікроскоп)

Прилади для розглядання віддалених об’єктів, які ніби наближають об’єкт (бінокль, телескоп)

Слайд 8

Дисперсія світла. Явище розкладання світла у спектр, зумовлене залежністю абсолютного показника

Дисперсія світла.

Явище розкладання світла у спектр, зумовлене залежністю абсолютного показника заломлення

середовища від частоти світлової хвилі, називають дисперсією світла.

Червоний
Оранжевий
Жовтий
Зелений
Блакитний
Синій
Фіолетовий

Колір світла визначається частотою електромагнітної хвилі, якою є світло.

Формула хвилі

Відносний показник заломлення

Слайд 9

Спектральний аналіз – метод визначення хімічного складу речовини за її спектром.

Спектральний аналіз – метод визначення хімічного складу речовини за її спектром.

Спектральні

апарати

Спектрограф – якщо у фокальній площині лінзи розташовано фотопластинку, екран.

Спектроскоп – якщо замість лінзи та екрана використовують зорову трубу.

Слайд 10

Колір тіла визначається його властивістю відбивати (розсіювати) світлові хвилі тієї чи

Колір тіла визначається його властивістю відбивати (розсіювати) світлові хвилі тієї чи

іншої частоти (довжини).

Розсіювання світла – це явище перетворення світла матеріальним середовищем, яке супроводжується зміною напрямку поширення світла і виявляється як невласне світіння середовища.

Поглинання світла – зменшення інтенсивності світла, яке проходить через матеріальне середовище.

Слайд 11

Інтерференція світла Інтерференція – явище накладання хвиль, унаслідок якого в деяких

Інтерференція світла

Інтерференція – явище накладання хвиль, унаслідок якого в деяких точках

простору спостерігається стійке в часі посилення (або послаблення) результуючих коливань.

Під час інтерференції енергія не зникає – відбувається її перерозподіл у просторі.

Слайд 12

Умови когерентності хвиль 1. Хвилі повинні мати однакову частоту (відповідно й

Умови когерентності хвиль

1. Хвилі повинні мати однакову частоту (відповідно й довжину).
2.

Різниця Δϕ початкових фаз хвиль має бути незмінною (хвилі, що накладаються, повинні мати незмінний у часі зсув фаз).

Дослід Т.Юнга – розділення пучка світла на два когерентні пучки.

Слайд 13

Розділення пучка світла на два когерентні пучки: На тонкій прозорій плівці

Розділення пучка світла на два когерентні пучки:

На тонкій прозорій плівці

На повітряному

проміжку між лінзою та скляною пластиною.
Кільця Ньютона при освітленні лінзи білим світлом, монохроматичним світлом (червоним, зеленим)


- показник заломлення повітря,
- показник заломлення плівки,
h - товщина плівки

Слайд 14

Умови max і min інтерференції Умова інтерференційного максимуму: в даній точці

Умови max і min інтерференції

Умова інтерференційного максимуму: в даній точці простору

відбувається посилення результуючих світлових коливань, якщо різниця ходу двох світлових хвиль, що надходять у цю точку, дорівнює цілому числу довжин хвиль (парному числу півхвиль).

Умова інтерференційного мінімуму: в даній точці простору відбувається послаблення результуючих світлових коливань, якщо різниця ходу двох світлових хвиль, що надходять у цю точку, дорівнює непарному числу півхвиль.

- довжина хвилі
k - ціле число

λ

Слайд 15

Дифракція світла Дифракція – це явище обгинання хвилями перешкод або будь-яке інше відхилення поширення хвилі.

Дифракція світла

Дифракція – це явище обгинання хвилями перешкод або будь-яке інше

відхилення поширення хвилі.
Слайд 16

Дифракція спостерігається: Коли лінійні розміри перешкод, на які падає хвиля (або

Дифракція спостерігається:

Коли лінійні розміри перешкод, на які падає хвиля (або розміри

отворів, через які хвиля поширюється), порівняні з довжиною хвилі

Коли відстань від перешкоди до місця спостереження набагато більша за розмір перешкоди.

Слайд 17

Хвилі, що обгинають перешкоду, когерентні, тому дифракція завжди супроводжується інтерференцією. Інтерференційну

Хвилі, що обгинають перешкоду, когерентні, тому дифракція завжди супроводжується інтерференцією.

Інтерференційну картину,

отриману внаслідок дифракції, називають дифракційною картиною.

Дифракція світла – це обгинання світловими хвилями межі непрозорих тіл і проникнення світла в ділянку геометричної тіні.

Слайд 18

Принцип Гюйгенса-Френеля Кожна точка хвильової поверхні є джерелом вторинної хвилі, ці

Принцип Гюйгенса-Френеля

Кожна точка хвильової поверхні є джерелом вторинної хвилі, ці вторинні

хвилі є когерентними; хвильова поверхня в будь-який момент часу є результатом інтерференції вторинних хвиль.
Слайд 19

Дифракційна гратка – це оптичний пристрій, дія якого заснована на явищі

Дифракційна гратка – це оптичний пристрій, дія якого заснована на явищі

дифракції світла і який являє собою сукупність великої кількості паралельних штрихів, нанесених на певну поверхню на однаковій відстані один від одного.

Відбиваючі дифракційні гратки

Прозорі дифракційні гратки

Слайд 20

Період гратки (стала гратки) – загальна ширина d непрозорої та прозорої

Період гратки (стала гратки) – загальна ширина d непрозорої та прозорої

ділянок дифракційної гратки.
a – ширина непрозорої ділянки
D – ширина прозорої ділянки
N – кількість штрихів на відрізку довжиною l

Формула дифракційної гратки

або

Дифракційний спектр

Слайд 21

Застосування дифракційних граток Визначення довжини хвилі Дослідження спектрального складу випромінювання Розкладання

Застосування дифракційних граток

Визначення довжини хвилі
Дослідження спектрального складу випромінювання
Розкладання природного світла в

спектр
Голографія
В спектрографах
В спектроскопах
Слайд 22

Поляризація світла Сонячне випромінювання називають природним або неполяризованим світлом. Світло –

Поляризація світла

Сонячне випромінювання називають природним або неполяризованим світлом.
Світло – це

поперечна хвиля.
Світлова хвиля характеризується вектором напруженості Е і вектором магнітної індукції В, які коливаються у взаємно перпендикулярних площинах.
Площину, в якій здійснює коливання вектор магнітної індукції В, називають площиною поляризації.

В

В

Слайд 23

Механізм поляризації аналізатор поляризатор Якщо на шляху природного світла поставити поляризатор

Механізм поляризації

аналізатор

поляризатор

Якщо на шляху природного світла поставити поляризатор – пристрій, що

пропускає світлові хвилі лише в певній площині коливань векторів Е, то у світлі, що пройшло крізь поляризатор, коливання векторів Е відбуватимуться тільки в цій певній площині, яка перпендикулярна до напрямку поширення хвилі.
Таке світло називають плоскополяризованим або лінійно поляризованим.
Слайд 24

Поляризація світла в дії Так працює поляризація Так ви бачите крізь

Поляризація світла в дії

Так працює поляризація

Так ви бачите крізь окуляри

Поляроїди

Поляризатор –

виділяє з природного світла пучок з однією площиною коливань вектора Е

Аналізатор – визначає площину, в якій відбуваються коливання в поляризованому пучку

Слайд 25

Використання поляризації світла

Використання поляризації світла