Pagrindiniai geometrinės optikos dėsniai. Visiškas atspindys

Šviesos spindulys yra kryptinė linija, kuria sklinda šviesos energija. Šiuo atveju judėjimas šviesos spindulys nepriklauso nuo skersinių šviesos pluošto matmenų. Jie sako, kad jis plinta viena kryptimi: palei šviesos spindulį.

Geometrinė optika pagrįsta keliais paprastais empiriniais dėsniais:

1)Teisė tiesinis sklidimas Sveta: skaidriame vienalytė aplinkašviesa sklinda tiesiomis linijomis.

Iš čia kyla šviesos spindulio samprata, kuri turi geometrine prasme kaip linija, kuria sklinda šviesa. Tikras fizinę reikšmę turi riboto pločio šviesos pluoštus. Šviesos spindulys gali būti laikomas šviesos pluošto ašimi. Kadangi šviesa, kaip ir bet kuri spinduliuotė, perduoda energiją, galime sakyti, kad šviesos spindulys rodo energijos perdavimo kryptį šviesos pluoštu.

Šviesos sklidimo stebėjimai daugeliu atvejų rodo, kad šviesa sklinda tiesia linija. Tai gatvės žibinto apšviesto objekto šešėlis ir mėnulio šešėlio judėjimas Žemėje saulės užtemimo metu, prietaisų reguliavimas lazeriu ir daugelis kitų faktų. Visais atvejais darome prielaidą, kad šviesa sklinda tiesia linija.

Geometrinėje optikoje šviesos sklidimo skaidriose terpėse dėsniai laikomi remiantis idėja apie šviesą kaip šviesos spindulių rinkinį - tiesios arba lenktos linijos, kurios prasideda nuo šviesos šaltinio ir tęsiasi neribotą laiką. Jei terpė vienalytė, tai spinduliai sklinda tiesiomis linijomis. Šis modelis yra žinomas kaip tiesinio šviesos sklidimo dėsnis.Šviesos sklidimo tiesumas pasireiškia šešėlių susidarymu iš nepermatomas korpusas, jei jis apšviestas taškiniu šviesos šaltiniu. Jei tą patį objektą apšviečia du taškiniai šviesos šaltiniai S 1 ir S 2 (1 pav.) arba vieną išplėstinį šaltinį, tada ekrane atsiranda sritys, kurios yra iš dalies apšviestos ir vadinamos penumbra. Šešėlio ir pusiausvyros susidarymo gamtoje pavyzdys yra saulės užtemimas. Šio įstatymo taikymo sritis yra ribota. Kai skylės dydis yra mažas, šviesa praeina pro skylę (apie 10 -5 m), kaip pažymėta aukščiau, stebimas šviesos nukrypimo nuo tiesaus kelio reiškinys, kuris vadinamas difrakcija Sveta.

1.1.1 pav. Šešėlio ir pusiausvyros susidarymas.

Nehomogeninėje terpėje spinduliai sklinda kartu kreivinės trajektorijos. Nevienodos aplinkos pavyzdys yra įkaitintas smėlis dykumoje. Šalia jo yra oras aukšta temperatūra, kuris mažėja didėjant ūgiui. Atitinkamai, oro tankis mažėja arčiau dykumos paviršiaus. Dėl šios priežasties spinduliai sklinda iš tikras objektas͵ lūžta oro sluoksniuose, kurie turi skirtingos temperatūros, ir yra sulenkti. Dėl to susidaro klaidingas supratimas apie objekto vietą. Atsiranda miražas, o tai reiškia, kad vaizdas šalia paviršiaus gali atrodyti esantis aukštai danguje. Iš esmės šis reiškinys panašus į šviesos lūžį vandenyje. Pavyzdžiui, į vandenį nuleisto stulpo galas mums atrodys arčiau jo paviršiaus, nei yra iš tikrųjų.

2)Nepriklausomo spindulių sklidimo dėsnis : šviesos spinduliai sklinda nepriklausomai vienas nuo kito.

Taigi, pavyzdžiui, įrengiant nepermatomą ekraną šviesos spindulių pluošto kelyje, tam tikra jo dalis yra ekranuojama (išimama) iš pluošto sudėties. Tačiau pagal nepriklausomybės savybę reikia manyti, kad spindulių, likusių neekranuotų, veikimas nuo to nepasikeis. Tai yra, daroma prielaida, kad spinduliai nedaro įtakos vienas kitam ir sklinda taip, lyg nebūtų jokių kitų spindulių, išskyrus nagrinėjamąjį.

Šviesos pluoštų nepriklausomybės dėsnis reiškia, kad vieno pluošto sukuriamas efektas nepriklauso nuo to, ar vienu metu veikia kiti pluoštai. Tačiau šviesos spindulius galima sulankstyti ir padalinti. Sulenkti ryšuliai bus ryškesni. gerai garsus pavyzdys iš sijos papildymo istorijos saulės šviesa͵ kai, saugant miestą nuo priešo laivų puolimo iš jūros, saulės spinduliai vienu metu daugelio veidrodžių buvo nukreipti į laivą, todėl karštą vasarą mediniame laive kilo gaisras. Daugelis iš mūsų, būdami vaikais, bandėme deginti raides ant medinio paviršiaus naudodami šviesą rinkantį padidinamąjį stiklą.

3) Šviesos atspindžio dėsnis

Atspindys - fizinis procesas bangų ar dalelių sąveika su paviršiumi, bangos fronto krypties pasikeitimas ties dviejų terpių riba skirtingos savybės, kuriame bangos frontas grįžta į aplinką, iš kurios atėjo. Kartu su bangų atspindžiu sąsajoje tarp terpių, kaip taisyklė, atsiranda bangų lūžis (išskyrus visiško vidinis atspindys).

Akustikoje atspindys sukelia aidus ir yra naudojamas sonare. Geologijoje tai vaidina svarbus vaidmuo studijuojant seisminės bangos. Atspindys stebimas ant paviršinės bangos rezervuaruose. Atspindys stebimas su daugeliu elektromagnetinių bangų tipų, ne tik matoma šviesa. VHF ir radijo bangų atspindys yra didesnis aukšti dažniai turi svarbu radijo perdavimui ir radarams. Net sunku rentgeno spinduliuotė o gama spindulius nedideliais kampais paviršiaus atžvilgiu gali atspindėti specialiai pagaminti veidrodžiai. Medicinoje ultragarso atspindys audinių ir organų sąsajose naudojamas atliekant ultragarsinę diagnostiką.

Šviesos atspindžio dėsnis:

krintantys ir atsispindėję spinduliai kritimo taške yra toje pačioje plokštumoje su normaliu atspindinčiu paviršiumi, „kritimo kampas α lygus kampui atspindžiai γ".

1.1.2 pav. Lūžio dėsnis

Šviesos atspindys gali būti veidrodinis (tai yra stebimas naudojant veidrodžius) arba išsklaidytas (šiuo atveju, kai atsispindi, spindulių kelias iš objekto neišsaugomas, o tik energijos komponentas šviesos srautas) priklausomai nuo paviršiaus pobūdžio.

Spindulinis šviesos atspindys vadinamas tada, kai krintantis lygiagretus šviesos pluoštas po atspindžio išlaiko lygiagretumą. Jei paviršiaus nelygumų dydis yra didesnis už krintančios šviesos bangos ilgį, tai toks šviesos atspindys vadinamas išsklaidyta arba difuzija.

Veidrodinis vaizdas Sveta:

1) atspindėtas spindulys yra plokštumoje, einančioje per krintantį spindulį, o kritimo taške atkurta atspindinčio paviršiaus normalė;

2) atspindžio kampas lygus kritimo kampui. Atsispindinčios šviesos intensyvumas (būdingas atspindžio koeficientu) priklauso nuo krentančio spindulių pluošto kritimo kampo ir poliarizacijos, taip pat nuo 2-osios ir 1-osios terpės lūžio rodiklių n2 ir n1 santykio. Ši priklausomybė (atspindinčiajai terpei – dielektrikui) kiekybiškai išreiškiama Frenelio formulėmis. Iš jų visų pirma išplaukia, kad kai šviesa krinta į paviršių normaliai, atspindžio koeficientas nepriklauso nuo krintančio pluošto poliarizacijos ir yra lygus

Pavyzdys. Konkrečiu atveju, kai normalus kritimas iš oro ar stiklo į jų sąsają (oro lūžio rodiklis = 1,0; stiklas = 1,5), jis yra 4%.

4)Šviesos lūžio dėsnis

Ties dviejų terpių riba šviesa keičia savo sklidimo kryptį. Dalis šviesos energijos grįžta į pirmąją terpę, t.y. šviesa atsispindi.

Jei antroji terpė yra skaidri, tai dalis šviesos tam tikromis sąlygomis gali pereiti per terpės ribą, taip pat paprastai keičiant jos sklidimo kryptį. Šis reiškinys vadinamas šviesos lūžimu.

Šviesos lūžio dėsnis: Krintantis spindulys, lūžęs spindulys ir statmenas dviejų terpių sąsajai, rekonstruotas spindulio kritimo taške, yra toje pačioje plokštumoje; kritimo kampo sinuso ir lūžio kampo sinuso santykis β yra pastovi dviejų nurodytų terpių vertė

Lūžio rodiklis- pastovi vertė, įtraukta į šviesos lūžio dėsnį, vadinama santykiniu lūžio rodikliu arba vienos terpės lūžio rodikliu, palyginti su pirmąja.

Vidutinės lūžio rodiklis vakuumo atžvilgiu vadinamas absoliutus rodiklisšios terpės refrakcija. Jis lygus santykiui kritimo kampo α sinusas iki lūžio kampo sinuso šviesos pluoštui pereinant iš vakuumo į duota aplinka. Santykinis lūžio rodiklis n yra susietas su pirmosios terpės absoliučiais indeksais n2 ir n1 tokiu ryšiu:

Todėl lūžio dėsnį galima parašyti taip:

Fizinė lūžio rodiklio reikšmė yra bangų sklidimo greičio pirmojoje terpėje υ1 ir jų sklidimo antroje terpėje greičio santykis υ2:

Absoliutus lūžio rodiklis yra lygus šviesos greičio c vakuume ir šviesos greičio υ terpėje santykiui:

Mažesnio absoliutaus lūžio rodiklio terpė paprastai vadinama optiškai mažiau tankia terpe

Absoliutus terpės lūžio rodiklis yra susijęs su šviesos sklidimo greičiu tam tikroje terpėje ir priklauso nuo fizinę būklę aplinka, kurioje sklinda šviesa, t.y. apie medžiagos temperatūrą, tankį ir elastinės įtampos buvimą joje. Lūžio rodiklis priklauso ir nuo pačios šviesos savybių. Raudonai šviesai jis yra mažesnis nei žaliai, o žaliai - mažesnis nei violetinei.

5) Šviesos spindulio grįžtamumo dėsnis . Pagal ją tam tikra trajektorija viena kryptimi pasklidęs šviesos spindulys kartos savo kursą lygiai taip pat, kaip sklinda priešinga kryptimi.

Kadangi geometrinė optika neatsižvelgia į šviesos banginį pobūdį, ji veikia pagal postulatą, kad jei du (arba daugiau) spindulių sistemas, tada jų sukuriamas apšvietimas sumuojasi.

Visiškas (vidinis) atspindys

Pastebėta elektromagnetinių ar garso bangos dviejų terpių sąsajoje, kai banga krenta iš terpės, kurios sklidimo greitis mažesnis (šviesos spindulių atveju tai atitinka didesnį lūžio rodiklį).

Didėjant kritimo kampui, didėja ir lūžio kampas, tuo tarpu didėja atsispindėjusio pluošto intensyvumas, o lūžusio pluošto mažėja (jų suma lygi krintančio pluošto intensyvumui). Kai kuriuose kritinė vertė lūžusio pluošto intensyvumas tampa lygus nuliui ir atsitinka visiškas atspindys Sveta. Reikšmė kritinis kampas Kritimą galima rasti lūžio dėsnio lūžio kampą β nustačius lygų 90°:

Jei n yra stiklo lūžio rodiklis oro atžvilgiu (n>1), tai oro lūžio rodiklis stiklo atžvilgiu bus lygus 1/n. IN šiuo atveju Stiklas yra pirmoji terpė, o oras yra antroji. Lūžio dėsnis bus parašytas taip:

Šiuo atveju lūžio kampas daugiau kampo Tai reiškia, kad, pereinant į optiškai mažiau tankią terpę, spindulys nukrypsta nuo statmenos dviejų terpių ribos. Didžiausias galimas lūžio kampas β = 90° atitinka kritimo kampą a0.

Esant kritimo kampui a > a0, lūžęs spindulys išnyks, o visa šviesa atsispindės nuo sąsajos, t.y. įvyksta visiškas šviesos atspindys. Tada, jei nukreipiate šviesos spindulį iš optiškai tankesnės terpės į optiškai mažiau tankią terpę, tada, didėjant kritimo kampui, lūžęs spindulys priartės prie sąsajos tarp dviejų terpių, tada eis palei sąsają ir su toliau padidėjus kritimo kampui, lūžęs spindulys išnyks, t.y. krintantis spindulys visiškai atsispindės sąsajoje tarp dviejų laikmenų.

1.1.3 pav. Visiškas atspindys

Ribinis kampas (alfa nulis) yra kritimo kampas, atitinkantis 90 laipsnių lūžio kampą.

Atsispindėjusių ir lūžusių spindulių intensyvumo suma lygi krintančio spindulio intensyvumui. Didėjant kritimo kampui, didėja atsispindėjusio pluošto intensyvumas, o lūžusio pluošto intensyvumas mažėja ir tampa lygus nuliui esant didžiausiam kritimo kampui.

1.1.4 pav. Šviesos kreiptuvas

Visiško vidinio atspindžio reiškinys naudojamas daugelyje optinių įrenginių. Įdomiausia ir praktiškai svarbiausia programa yra kūryba pluošto šviesos kreiptuvai, kurie yra ploni (nuo kelių mikrometrų iki milimetrų) savavališkai lenkti siūlai, pagaminti iš optiškai skaidrios medžiagos (stiklo, kvarco). Šviesa, krintanti ant šviesos kreiptuvo galo, gali sklisti išilgai jo iki dideli atstumai dėl viso vidinio atspindžio nuo šoninių paviršių. Mokslinė ir techninė kryptis, susijusi su optinių šviesos kreiptuvų kūrimu ir taikymu, vadinama šviesolaidžiu.

Pluoštai surenkami į ryšulius. Šiuo atveju kiekvienas iš pluoštų perduoda tam tikrą vaizdo elementą.

Skaiduliniai ryšuliai medicinoje naudojami tyrimams vidaus organai. Du šviesos kreiptuvai gali būti įkišti į bet kurią nepasiekiamą kūno vietą. Vienu šviesos kreiptuvu apšviečiamas norimas objektas, o per kitą jo vaizdas perduodamas į kamerą ar akį. Pavyzdžiui, nuleidę šviesos kreipiklius į skrandį, gydytojai gali gauti puikų dominančios srities vaizdą, nepaisant to, kad šviesos kreipiklius reikia susukti ir sulenkti pačiais keisčiausiais būdais.

Skaidulinė optika naudojami dideliems informacijos kiekiams perduoti kompiuterių tinklai, neprieinamoms vietoms apšviesti, reklamoje, buitinėje apšvietimo įrangoje.

Kariniuose reikaluose, povandeniniai laivai Periskopai yra plačiai naudojami. Periskopas (iš graikų kalbos peri – „aplink“ ir scopo – „žiūriu“) yra prietaisas, skirtas stebėti iš pastogės. Paprasčiausia forma periskopas - vamzdis, kurio abiejuose galuose yra pritvirtinti veidrodžiai, vamzdžio ašies atžvilgiu 45° pasvirę, kad pakeistų šviesos spindulių kelią. Daugiau sudėtingi variantai Spinduliams nukreipti vietoj veidrodžių naudojamos prizmės, o stebėtojo gaunamas vaizdas didinamas naudojant lęšių sistemą. Šviesos spindulys visiškai atsispindi ir patenka į stebėtojo akį.

Spindulių nukreipimas prizme

Paveiksle pavaizduotas stiklo prizmės skerspjūvis su plokštuma, statmena jos šoniniams kraštams. Prizmėje esantis spindulys nukrypsta į pagrindą, lūžta kraštuose OA ir 0B. Kampas A tarp šių paviršių vadinamas prizmės lūžio kampu. Kampas φ Spindulio įlinkis priklauso nuo prizmės A lūžio kampo, prizmės medžiagos lūžio rodiklio n ir kritimo kampo a1. Jį galima apskaičiuoti pagal lūžio dėsnį.

φ = A (n-1)

Vadinasi, kuo didesnis prizmės lūžio kampas, tuo didesnis prizmės spindulių nukrypimo kampas.

1.1.5 pav. Spindulių nukreipimas prizme

Prizmės naudojamos daugelio optinių prietaisų, pavyzdžiui, teleskopų, žiūronų, periskopų ir spektrometrų, projektavimui. I. Niutonas, naudodamas prizmę, pirmasis išskaidė šviesą į jos komponentus ir pamatė, kad prie išėjimo iš prizmės atsiranda įvairiaspalvis spektras, o spalvos išsidėsčiusios ta pačia tvarka, kaip ir vaivorykštėje. Paaiškėjo, kad natūrali „balta“ šviesa susideda iš didelis kiekisįvairiaspalvės kekės.

Saugumo klausimai ir užduotis

1. Suformuluokite ir paaiškinkite pagrindinius geometrinės optikos dėsnius.

2. Kokia yra terpės absoliutaus lūžio rodiklio fizikinė reikšmė? Kas atsitiko santykinis rodiklis refrakcija?

3. Suformuluokite veidrodinio ir difuzinio šviesos atspindžio sąlygas.

4. Kokiomis sąlygomis stebimas visiškas atspindys?

5. Koks yra pluošto kritimo kampas, jei krintantis ir atsispindėjęs pluoštas sudaro kampą?

6. Įrodykite šviesos spindulių krypties grįžtamumą šviesos atspindžio atveju.

7. Ar galima sugalvoti veidrodžių ir prizmių (lęšių) sistemą, pro kurią vienas stebėtojas matytų antrą stebėtoją, o antrasis nematytų pirmojo?

8. Stiklo lūžio rodiklis vandens atžvilgiu yra 1,182: glicerino lūžio rodiklis vandens atžvilgiu yra 1,105. Raskite stiklo lūžio rodiklį glicerolio atžvilgiu.

9. Raskite deimantų viso vidinio atspindžio ribinį kampą ties vandens riba.

10. Kodėl vandenyje šviečia oro burbuliukai?( Atsakymas: dėl šviesos atspindėjimo vandens ir oro sąsajoje)

Geometrinis optika tiria šviesos sklidimo dėsnius, panagrinėkime pagrindinius šio mokslo dalykus, susijusius su fotografavimu. Tai leis geriau suprasti procesus, vykstančius jūsų fotoaparate.

Žodis „fotografija“ reiškia rašyti naudojant šviesą (iš graikų „fotografijos“ - šviesa ir „graphio“ - rašyti). Iš tiesų, fotografija kaip stabilių vaizdų gavimo būdas naudoja daug fizinių ir cheminės savybės Sveta. Naudojant fizines savybesŠviesa sukuria optinį fotografuojamų objektų vaizdą, o veikiamas cheminės šviesos šis vaizdas fiksuojamas ir tampa stabilus.

ŠVIESOS PRIGIMTIS

Šviesa, kaip ir garsas, turi bangų gamta. Bangos, susidarančios dėl judančio kondensato ir oro retėjimo dėl mechaninė vibracija bet koks objektas vadinamas garsu, o šviesa – elektromagnetines bangas, sklindantis 300 000 km/s greičiu.

Šviesos šaltiniai yra visi kūnai, kuriuos galima pamatyti nepriklausomai nuo apšvietimo ir kurie patys apšviečia aplinkinius kūnus. Iš Šviesos šaltinio jie sklinda į visas puses elektromagnetinės vibracijos t.y. šviesa. Apšvietimui svarbi tik ta šviesos dalis, kuri, patekusi į žmogaus akį, sukelia regimąjį pojūtį. Ši šviesos dalis vadinama šviesos srautu. Šviesos srauto vienetas yra liumenas (lm). Pavyzdžiui, atkreipkime dėmesį, kad paprastoji žvakė skleidžia tik 10-15 liumenų šviesos srautą, o elektrinės lempos – šimtus ir tūkstančius liumenų. Saulės šviesos srautas yra 10 25 lm. Štai kodėl geru saulėtu oru lengviau fotografuoti ir filmuoti.

Elektros lempoms apibūdinti dažnai naudojamas kitas rodiklis – šviesos efektyvumas, kuris išreiškiamas šviesos srautu liumenais vienam lempos galios vatui. Fotografijoje kurti dirbtinis apšvietimas Naudojamos fotolempos, kurios yra santykinai mažo dydžio, tačiau skiriasi nuo įprastų lempų žymiai didesniu šviesos srautu. Taigi paprastos 500 W galios lempos, kai įtampa 127 V, šviesos efektyvumas yra 17,8 lm/W, o tokios pat galios ir tos pačios įtampos kaitrinės fotografijos lempos – 32 lm/W. .

Šviesos šaltiniai beveik niekada neskleidžia šviesos srautų visomis kryptimis vienodai. Pavyzdžiui, prie lubų pakabinama elektrinė lempa skleidžia didesnį šviesos srautą žemyn, mažiau į šonus ir labai mažai į viršų. Norint apibūdinti šviesos šaltinį pagal šviesos kiekį, kurį jis skleidžia tam tikra kryptimi, naudojama šviesos stiprio sąvoka. Šviesos stiprio vienetas yra kandela. Kuo galingesnis ir ryškesnis šviesos srautas, tuo daugiau galiosšviesos šaltinis. Didelė galiašviesa pasižymi specialiomis fotografinėmis lempomis. Pavyzdžiui, 500 W veidrodinių lempų šviesos stipris yra 10 tūkstančių kandelų.

Šviestuvų šviesos intensyvumą apšvietimo kryptimi galima žymiai padidinti naudojant reflektorius arba atšvaitus. Todėl fotografijoje dirbtiniam apšvietimui dažniausiai naudojamos specialios fotošviesos.

Tas pats šviesos šaltinis šviečia skirtingai, priklausomai nuo atstumo tarp jo ir apšviečiamo paviršiaus. Iš tiesų, šalia lempos šviesos srautas pasiskirsto mažas plotas, o į ploto vienetą patenka daug šviesos. Toli nuo lempos patenka tas pats šviesos srautas didelis plotas ir mažai šviesos patenka į ploto vienetą. Be atstumo nuo lempos, svarbu ir spindulių krypties kampas. Kai spinduliai krinta statmenai, šviesos srautas pasiskirsto mažesniame plote nei esant įstrižai.

Šviesos srauto ir ploto, į kurį jis patenka, santykis vadinamas apšvietimu. Apšvietimo vienetas yra liuksas (lx). Liuksas – tai apšvietimas, kurį sukuria 1 lm šviesos srautas 1 m2 plote. Fotografijoje už greitas apibrėžimas fotografuojamų objektų apšvietimas, taip pat reikiama ekspozicija fotografuojant, naudojamas prietaisas, vadinamas fotoekspozicijos matuokliu.

Šviesos sklidimo skaidriose terpėse dėsniai nagrinėjami vienoje iš fizikos šakų, vadinamų geometrine, arba spindulių optika.

Norint suprasti optinių instrumentų (kino kamerų, žiūronų ir kt.) veikimo principus, būtina susipažinti su geometrinės optikos dėsniais.

ŠVIESOS ATspindėjimas ir lūžimas

Homogeninėje terpėje sklindantis šviesos spindulys yra tiesus. Ties dviejų terpių riba, pavyzdžiui, „oras-stiklas“ arba „oras-vanduo“, šviesos pluošto kryptis pasikeičia. Šiuo atveju dalis šviesos grįžta į pirmąją terpę. Šis reiškinys vadinamas atspindžiu.

Šviesos atspindžio dėsnis lemia santykinė padėtis krintantis spindulys AO, atspindėtas spindulys OS ir statmenas BO MM paviršiui, rekonstruotas kritimo taške. Jei kampas tarp krintančio spindulio AO ir statmeno BO paviršiui MM, rekonstruotas iš kritimo taško, vadinamas kritimo kampu, o kampas tarp statmeno ir atsispindėjusio spindulio OS – atspindžio kampu, tada atspindžio kampas lygus kritimo kampui. Be to, krintantis spindulys, atspindėtas spindulys ir statmena sąsajai tarp dviejų terpių yra toje pačioje plokštumoje.

Yra žinoma, kad ties dviejų terpių riba keičiasi šviesos sklidimo kryptis. Kaip jau minėjome, atsiranda dalinis šviesos atspindys. Kita šviesos dalis, tais atvejais, kai antroji terpė yra skaidri, pereina per terpės ribą, o sklidimo kryptis, kaip taisyklė, keičiasi. Kitaip tariant, jei šviesos spindulys prieš lūžimą sklinda AO kryptimi, tai lūžęs taške O jis toliau sklinda kryptimi OD. Šis reiškinys vadinamas refrakcija.

Kai šviesa lūžta ant matinių paviršių, kaip ir atspindžio atveju, ji išsisklaido. Į šį reiškinį atsižvelgiama fotografuojant ir filmuojant. Apsupę šviesos šaltinį matiniu arba pienišku stiklu, jie padaro apšvietimą „švelnesnį“ ir pašalina tiesioginį per daug ryški šviesa akyse.

Išmatavus kritimo ir lūžio kampus, galima nustatyti šiuos įstatymusšviesos lūžis: kritimo kampo sinuso ir lūžio kampo sinuso santykis yra pastovi šių dviejų terpių reikšmė (dažniausiai nurodomas medžiagų lūžio rodiklis oro atžvilgiu) ir vadinamas indeksu (koeficientu). ) antrosios terpės lūžio pirmosios atžvilgiu; krintantis spindulys, lūžęs spindulys ir statmenas dviejų terpių sąsajai, atkurtas spindulio kritimo taške, yra toje pačioje plokštumoje.

Lūžio rodikliai skiriasi skirtingos aplinkos. Taigi, fotografijos ir kino įrangos gamyboje naudojami optiniai stiklai turi lūžio rodiklį nuo 1,47 iki 2,04. Optiniai akiniai Su didelis rodiklis refrakcijos vadinamos titnagomis, su mažesnėmis – karūnėlėmis.

PRIZMĖS IR LĖŠIAI

Prizmės. Optinėse sistemose labai dažnai naudojamas reiškinys, kai šviesa praeina per pleišto formos kūnus, apribotus nelygiagrečių plokštumų. Stiklo pleištai optikoje vadinami prizmėmis. IN optiniai instrumentai dažnai naudojamas stiklo prizmė, kurio pagrindas yra lygiašonis trikampis. Šviesos spindulys, einantis per prizmę, lūžta du kartus – taškuose B ir C ir visada nukreipiamas į platesnę jo dalį. Prizmė leidžia pasukti šviesos spindulį 90°, o tai būtina, pavyzdžiui, fotoaparatų tolimačiuose. Šviesos spindulio kryptį taip pat galima keisti 180° (prizminiai žiūronai).

Šviesos dispersija. Spinduliai įvairių spalvų lūžta stikle skirtingai. Aukščiausias rodiklis refrakcijos turi violetinius spindulius, mažiausios – raudonos spalvos. Todėl, kai spindulys atsitrenkia į prizmę balta šviesa, susidedantis iš skirtingų spalvų, jis suskaidomas į daugybę spalvotų spindulių, t.y. susidaro spektras. Šis reiškinys vadinamas šviesos dispersija.

Objektyvai. Beveik visų optinių instrumentų svarbiausia dalis yra lęšiai – skaidrūs, dažniausiai stikliniai korpusai, apriboti sferiniais paviršiais. Pirmasis lęšis kairėje vadinamas abipus išgaubtas, o ketvirtasis - abipus įgaubtas. Trečias ir paskutinis lęšis yra išgaubtas iš vienos pusės, o įgaubtas iš kitos pusės. Tokie lęšiai vadinami menisko lęšiais arba tiesiog meniskais. Trys kairieji lęšiai viduryje yra storesni nei kraštuose ir vadinami susiliejančiais lęšiais. Trys dešinieji lęšiai yra besiskiriantys, jų kraštai yra storesni.

Paaiškina susiliejančių ir besiskiriančių lęšių veikimą. Konverguojantis objektyvas paprastai gali būti pavaizduotas kaip kolekcija didelis skaičius prizmės, besiplečiančios link vidurio, o sklaidos - kaip prizmių rinkinys, besiplečiantis link kraštų. Prizmės nukreipia šviesos spindulius plėtimosi kryptimi, todėl per vidurį storesni lęšiai nukreipia spindulius link vidurio, t.y., juos surenka, o storesni kraštuose spindulius nukreipia link kraštų, t.y., išsklaido.

Jei prieš šviesos šaltinį dedamas konverguojantis lęšis, o už jo dedamas ekranas, tai pakeitus atstumą tarp šviesos šaltinio ir objektyvo arba objektyvo ir ekrano, gaunamas aiškus apverstas (atvirkštinis) šviesos šaltinio vaizdas. galima gauti ekrane.

Tai reiškia, kad spinduliai, sklindantys iš bet kurio šviesos šaltinio taško A, praeinantys pro objektyvą, vėl surenkami viename taške A 1, o be to, tiesiog ekrane.

Linija, einanti per centrus sferiniai paviršiai C 1 ir C 2, ribojantys lęšį, vadinami lęšio OO optine ašimi. Taškas, kuriame susikerta spinduliai, pasiekę lęšį lygiagrečiu optinei ašiai pluoštu, vadinamas lęšio židiniu, o plokštuma, einanti per židinį ir statmena optinei ašiai, vadinama židinio plokštuma. Atstumas nuo objektyvo iki židinio vadinamas objektyvo židinio nuotoliu. Skirtingų lęšių židinio nuotoliai skiriasi priklausomai nuo stiklo, iš kurio pagamintas lęšis, tipo ir jo formos. Kuo mažiau židinio nuotolis lęšius, tuo stipriau jis surenka arba išsklaido spindulius. Objektyvo židinio nuotolio atvirkštinė vertė vadinama jo optinė galia. Objektyvo, kurio židinio nuotolis yra 100 cm, optinė galia laikoma viena ir vadinama dioptrija.

Yra tam tikras ryšys tarp renkančio lęšio židinio nuotolio, taip pat atstumų nuo objekto iki objektyvo ir nuo objektyvo iki vaizdo, išreikštas vadinamuoju. pagrindinė formulė lęšiai:

1/a+1/a 1 = 1/F

kur a 1 yra atstumas nuo objekto iki objektyvo;

a – atstumas nuo objektyvo iki vaizdo;

F yra objektyvo židinio nuotolis.

Formulė rodo, kad didėjant atstumui nuo objekto iki objektyvo, atstumas nuo jo vaizdo iki objektyvo mažėja ir atvirkščiai.

Optinio vaizdo linijinių matmenų ir vaizduojamo objekto linijinių matmenų santykis vadinamas vaizdo masteliu.

Paprastas objektyvas neapsieina be trūkumų. Taigi, jei kaip fotografinį objektyvą naudosite paprastą objektyvą, vaizdas nebus pakankamai ryškus ir iškraipytas. Šiuos vaizdo defektus sukelia daugybė lęšių trūkumų – sferinė ir chromatinė aberacija, iškraipymai, astigmatizmas ir koma.

Sferinė aberacija atsiranda todėl, kad lęšio vidurys surenka spindulius mažiau nei kraštai, o spinduliai, kurie praeina arti lęšio vidurio, surenkami toliau nei spinduliai, kurie praeina arti lęšio kraštų. Dėl sferinės aberacijos pagrindinėje objektyvo optinėje ašyje susidaro keli židiniai, dėl kurių susidaro neryškus vaizdas. Gaminant lęšius, sferinės aberacijos įtaka sumažinama konverguojančiam lęšiui parenkant ne tokį stiprų besiskiriantį lęšį. Sferinės aberacijos tipas yra koma, būdinga objektui, esančiam kampu į objektyvo optinę ašį. Vaizdas šiuo atveju gaunamas kometos formos figūros pavidalu.

Chromatinės aberacijos atsiradimas paaiškinamas šviesos sklaida. Spalvotas vaizdas šiuo atveju yra neryškus, nes skirtingų spektro spalvų spindulių židiniai dėl nevienodo lūžio rodiklio yra skirtingus taškus optinė ašis. IN pastaruoju metu Lęšių chromatinės korekcijos reikalavimai smarkiai išaugo dėl plačiai paplitusios spalvotos fotografijos ir kino plėtros. Praktiškai chromatinė aberacija pašalinama parenkant konverguojančius ir besiskiriančius lęšius, turinčius reikiamą lūžio rodiklį.

Iškraipymo priežastis yra maždaug tokia pati kaip sferinės aberacijos. Šis paprasto objektyvo trūkumas lemia pastebimą objektų tiesių linijų kreivumą. Iškraipymo pobūdžiui įtakos turi diafragmos padėtis (nepermatoma plokštelė su apvalia skylute viduryje): jei diafragma yra prieš objektyvą, tada iškraipymas įgauna statinės formos; jei diafragma yra už lęšio – pagalvėlės formos. Iškraipymas pastebimai sumažėja, kai diafragma yra tarp linijų.

Tuo atveju, kai objektas yra tam tikru kampu objektyvo optinės ašies atžvilgiu, vertikalaus arba horizontalios linijos yra pažeidžiamas. Tokie vaizdo iškraipymai atsiranda dėl astigmatizmo – sunkiausiai koreguojamo objektyvo defekto. Optinė sistema su žymiai pašalintu astigmatizmu vadinama anastigma.

OPTINIO VAIZDO GAVIMAS KAMEROSE

Fotografavimo metu fotoaparatu fotografuojamo objekto optinis vaizdas gaunamas panašiai kaip ir objektyvo. Bet koks fotografuojamas objektas yra šviečiančių arba apšviestų taškų rinkinys, todėl sukuriami dviejų atvaizdai ekstremalūs taškai objektas nustato viso vaizdo padėtį. Kiekvienoje kameroje yra šviesai atspari kamera ir objektyvas, kuris yra kolektyvinė optinė sistema, pataisyta dėl aberacijų. tam tikras skaičius lęšius Objektyvas sukuria optinį objekto vaizdą ant šviesai jautrios medžiagos, esančios galinėje fotoaparato sienelėje. Padėję objektą skirtingais atstumais nuo objektyvo, galite gauti nevienodo dydžio optinį vaizdą. Dažniausiai objektai yra toli nuo objektyvo, o vaizdai yra tikri, sumažinti ir apversti. Kai objektas yra šiek tiek toliau nuo židinio (priekyje), vaizdas pasirodo tikras, padidintas ir apverstas. Jei pastatysite objektą arčiau židinio, tada tikras vaizdas tai neveiks. Šiuo atveju vaizdas yra virtualus, padidintas ir stačias.

Geometrinė optika– itin paprastas optikos korpusas. Iš esmės tai yra supaprastinta versija bangų optika, kuri nesvarsto ir tiesiog neprisiima tokių reiškinių kaip trukdžiai ir difrakcija. Čia viskas supaprastinta iki kraštutinumo. Ir tai gerai.

Pagrindinės sąvokos

Geometrinė optika– optikos šaka, nagrinėjanti šviesos sklidimo skaidriose terpėse dėsnius, šviesos atspindžio iš veidrodiniai paviršiai, vaizdavimo principai, kai šviesa praeina per optines sistemas.

Svarbu! Visi šie procesai svarstomi neatsižvelgiant bangų savybės Sveta!

Gyvenime geometrinė optika, būdama itin supaprastintas modelis, vis dėlto randa platų pritaikymą. Kaip tai klasikinė mechanika ir reliatyvumo teorija. Dažnai daug lengviau atlikti būtinus skaičiavimus klasikinės mechanikos rėmuose.

Pagrindinė geometrinės optikos koncepcija yra šviesos spindulys.

Atkreipkite dėmesį, kad tikras šviesos spindulys nesklinda linija, o turi baigtinį kampinį pasiskirstymą, kuris priklauso nuo pluošto skersinio dydžio. Geometrinė optika nepaiso skersinių sijos matmenų.

Šviesos tiesinio sklidimo dėsnis

Šis dėsnis mums sako, kad vienalytėje terpėje šviesa sklinda tiesia linija. Kitaip tariant, iš taško A į tašką B šviesa juda keliu, kuriam įveikti reikia minimalaus laiko.

Šviesos spindulių nepriklausomybės dėsnis

Šviesos spinduliai sklinda nepriklausomai vienas nuo kito. Ką tai reiškia? Tai reiškia, kad geometrinė optika daro prielaidą, kad spinduliai neveikia vienas kito. Ir jie sklinda taip, lyg kitų spindulių visai nebūtų.

Šviesos atspindžio dėsnis

Kai šviesa susiduria su veidrodiniu (atspindinčiu) paviršiumi, atsiranda atspindys, tai yra, pasikeičia šviesos pluošto sklidimo kryptis. Taigi atspindžio dėsnis teigia, kad krintantis ir atspindėtas spindulys yra toje pačioje plokštumoje kartu su normalia, nubrėžta iki kritimo taško. Be to, kritimo kampas yra lygus atspindžio kampui, t.y. normalus padalija kampą tarp spindulių į dvi lygias dalis.

Lūžio dėsnis (Snello)

Sąsajoje tarp terpių kartu su atspindžiu vyksta ir refrakcija, t.y. spindulys skirstomas į atspindėtą ir lūžtantį.

Beje! Dabar visiems mūsų skaitytojams taikomos nuolaidos 10% ant .

Kritimo ir lūžio kampų sinusų santykis yra pastovią vertę ir yra lygus šių terpių lūžio rodiklių santykiui. Šis dydis taip pat vadinamas antrosios terpės lūžio rodikliu, palyginti su pirmąja.

Čia verta atskirai apsvarstyti visiško vidinio atspindžio atvejį. Kai šviesa sklinda iš optiškai tankesnės terpės į mažiau tankią, lūžio kampas yra didesnis už kritimo kampą. Atitinkamai, didėjant kritimo kampui, padidės ir lūžio kampas. Esant tam tikram ribiniam kritimo kampui, lūžio kampas taps lygus 90 laipsnių. Toliau didėjant kritimo kampui, šviesa nebus lūžta į antrąją terpę, o krintančių ir atsispindėjusių spindulių intensyvumas bus lygus. Tai vadinama visišku vidiniu atspindžiu.

Šviesos spindulių grįžtamumo dėsnis

Įsivaizduokime, kad pluoštas, sklindantis tam tikra kryptimi, patyrė daugybę pokyčių ir lūžių. Šviesos spindulių grįžtamumo dėsnis teigia, kad jei link šio spindulio bus siunčiamas kitas spindulys, jis eis tuo pačiu keliu kaip ir pirmasis, tik priešinga kryptimi.

Mes ir toliau studijuosime geometrinės optikos pagrindus, o ateityje tikrai pažvelgsime į problemų sprendimo pavyzdžius naudojant įvairių įstatymų. Na, o jei dabar turite klausimų, kviečiame kreiptis į ekspertus, kad gautumėte teisingus atsakymus studentų paslauga. Mes padėsime išspręsti bet kokią problemą!

Pagrindiniai geometrinės optikos dėsniai žinomi nuo seniausių laikų. Taigi Platonas (430 m. pr. Kr.) nustatė tiesinio šviesos sklidimo dėsnį. Euklido traktatai suformulavo tiesinio šviesos sklidimo dėsnį bei kritimo ir atspindžio kampų lygybės dėsnį. Aristotelis ir Ptolemėjas tyrinėjo šviesos lūžį. Tačiau tiksli jų formuluotė geometrinės optikos dėsniai Graikų filosofai to negalėjo rasti. Geometrinė optika yra ribinis bangų optikos atvejis, kai šviesos bangos ilgis linkęs į nulį. Pirmuonys optiniai reiškiniai, pavyzdžiui, šešėlių atsiradimą ir vaizdų kūrimą optiniuose prietaisuose, galima suprasti geometrinės optikos rėmuose.

Formali geometrinės optikos konstrukcija remiasi keturi dėsniai eksperimentiškai nustatytas: · šviesos spindulių nepriklausomybės dėsnis · šviesos lūžio dėsnis, H. Huygensas pasiūlė paprastą ir vizualinis metodas, vėliau pavadintas Huygenso principas .Kiekvienas taškas, kurį pasiekia šviesos sužadinimas, yra ,savo ruožtu, antrinių bangų centras;paviršius, gaubiantis šias antrines bangas tam tikru laiko momentu, rodo faktiškai sklindančios bangos priekio padėtį tuo momentu.

Remdamasis savo metodu, Huygensas paaiškino šviesos sklidimo tiesumas ir išvedė atspindžio dėsniai Ir refrakcija .Šviesos tiesinio sklidimo dėsnis :· šviesa optiškai vienalytėje terpėje sklinda tiesia linija.Šio dėsnio įrodymas yra šešėlių su aštriomis ribomis buvimas nuo nepermatomų objektų, kai juos apšviečia nedideli šaltiniai, tačiau kruopštūs eksperimentai parodė, kad šis dėsnis pažeidžiamas, jei šviesa praeina per labai mažas skylutes, o sklidimo tiesumo nukrypimas yra mažesnis. didesnis, tuo mažesnės skylės.

Objekto metamas šešėlis nustatomas pagal šviesos spindulių tiesumas optiškai vienalytėje terpėje 7.1 pav. Astronominė iliustracija tiesinis šviesos sklidimas ir, pavyzdžiui, umbra ir penumbra susidarymą gali sukelti kai kurių planetų užtemdymas kitų, pvz. mėnulio užtemimas , kai Mėnulis patenka į Žemės šešėlį (7.1 pav.). Dėl abipusio Mėnulio ir Žemės judėjimo Žemės šešėlis juda Mėnulio paviršiumi ir mėnulio užtemimas praeina per kelias konkrečias fazes (7.2 pav.).

Šviesos pluoštų nepriklausomybės dėsnis :· atskiro pluošto sukuriamas efektas nepriklauso nuo to, ar,ar kiti ryšuliai veikia vienu metu, ar jie pašalinami. Padalijus šviesos srautą į atskirus šviesos pluoštus (pavyzdžiui, naudojant diafragmas), galima parodyti, kad pasirinktų šviesos pluoštų veikimas yra nepriklausomas. Atspindžio dėsnis (7.3 pav.): atsispindėjęs spindulys yra toje pačioje plokštumoje kaip krintantis spindulys ir statmenas,traukiama į sąsają tarp dviejų terpių smūgio taške;· kritimo kampasα lygus atspindžio kampuiγ: α = γ

Išvesti atspindžio dėsnį Pasinaudokime Huygenso principu. Tarkime, kad plokštuminė banga (bangos priekis AB Su, patenka ant dviejų laikmenų sąsajos (7.4 pav.). Kai bangų frontas AB taške pasieks atspindintį paviršių A, šis taškas pradės spinduliuoti antrinė banga .· Kad banga nukeliautų atstumą Saulė reikalingas laikas Δ t = B.C./ υ . Per tą patį laiką antrinės bangos priekis pasieks pusrutulio taškus, spindulį AD kuris yra lygus: υ Δ t= saulė. Atsispindėjusio bangos fronto padėtis šiuo laiko momentu pagal Huygenso principą yra pateikiama plokštumos DC, o šios bangos sklidimo kryptis yra II spindulys. Iš trikampių lygybės ABC Ir ADC išteka atspindžio dėsnis: kritimo kampasα lygus atspindžio kampui γ . Lūžio dėsnis (Snello dėsnis) (7.5 pav.): krintantis spindulys, lūžęs spindulys ir statmuo, nubrėžtas į sąsają kritimo taške, yra toje pačioje plokštumoje;· kritimo kampo sinuso ir lūžio kampo sinuso santykis yra pastovi tam tikros terpės reikšmė.

Lūžio dėsnio išvedimas. Tarkime, kad plokštuminė banga (bangos priekis AB), sklinda vakuume I kryptimi su greičiu Su, patenka į sąsają su terpe, kurioje jo sklidimo greitis yra lygus u(7.6 pav.) Pažymėkite laiką, kurį banga nukeliauja Saulė, lygus D t. Tada BC = s D t. Tuo pačiu metu bangos priekį sužadino taškas A aplinkoje su greičiu u, pasieks pusrutulio, kurio spindulys, taškus AD = u D t. Lūžusio bangos fronto padėtis šiuo laiko momentu pagal Huygenso principą yra pateikiama plokštumos DC, o jo sklidimo kryptis – III spinduliu . Iš pav. 7.6 aišku, kad, t.y. .Iš to išplaukia Snello dėsnis : Buvo pateikta kiek kitokia šviesos sklidimo dėsnio formuluotė prancūzų matematikas ir fizikas P. Fermatas.

Fizinės studijos apima dažniausiaiį optiką, kur 1662 metais nustatė pagrindinį geometrinės optikos principą (Fermato principas). Analogija tarp Ferma principo ir variacijos principai mechanika vaidino reikšmingą vaidmenį kuriant šiuolaikinę optinių instrumentų dinamiką ir teoriją Fermato principas , šviesa sklinda tarp dviejų taškų keliu, kuriam reikia mažiausiai laiko. Parodykime šio principo taikymą sprendžiant tą pačią šviesos lūžio iš šviesos šaltinio problemą S esantis vakuume eina į tašką IN, esantis kokioje nors terpėje už sąsajos (7.7 pav.).

Kiekvienoje aplinkoje trumpiausias maršrutas bus tiesus S.A. Ir AB. Visiškas sustojimas A charakterizuoti atstumu x nuo statmeno nukrito nuo šaltinio iki sąsajos. Nustatykime laiką, praleistą keliauti keliu SAB:.Norėdami rasti minimumą, randame pirmąją išvestinę τ atžvilgiu X ir prilyginkite jį nuliui: , iš čia pasiekiame tą pačią išraišką, kuri buvo gauta remiantis Huygenso principu: Ferma principas išlaikė savo reikšmę iki šių dienų ir buvo pagrindas bendrai formuluojant mechanikos dėsnius (įskaitant reliatyvumo teorija ir kvantinė mechanika). Šviesos spindulių grįžtamumas : jei apversi spindulį III (7.7 pav.), todėl jis kampu nukrenta ant sąsajosβ, tada lūžęs spindulys pirmoje terpėje sklis kampu α, y., jis eis priešinga kryptimi išilgai spindulio aš . Kitas pavyzdys – miražas , kurią dažnai pastebi keliautojai karštais keliais. Jie mato priekyje oazę, bet kai ten patenka, aplinkui smėlis. Esmė ta, kad šiuo atveju matome šviesą, sklindančią per smėlį. Oras labai karštas virš paties kelio ir viduje viršutiniai sluoksniaišaltesnis. Karštas oras, besiplečiantis, retėja, o šviesos greitis jame yra didesnis nei šaltame ore. Todėl šviesa keliauja ne tiesia linija, o trajektorija su mažiausiai laiko, apvyniotas šiltais oro sluoksniais. Jei šviesa sklinda iš didelio lūžio rodiklio terpės (optiškai tankesnis) į terpę su mažesniu lūžio rodikliu (optiškai mažiau tankus) ( > ) , pavyzdžiui, iš stiklo į orą, tada pagal lūžio dėsnį, lūžęs spindulys tolsta nuo normalaus o lūžio kampas β didesnis už kritimo kampą α (7.8 pav. A).

Didėjant kritimo kampui, didėja ir lūžio kampas (7.8 pav.). b, V), kol esant tam tikram kritimo kampui () lūžio kampas bus lygus π/2 Kampas vadinamas ribinis kampas . Esant kritimo kampams α > visa krentanti šviesa visiškai atsispindi (7.8 pav.). G). · Kritimo kampui artėjant prie ribinio, lūžusio spindulio intensyvumas mažėja, o atsispindėjusio spindulio didėja · Jei , tai lūžusio spindulio intensyvumas tampa lygus nuliui, o atsispindėjusio spindulio intensyvumas lygus intensyvumui. įvykusio (7.8 pav.). G). · Taigi,kritimo kampais nuo iki π/2,spindulys nelūžęs,ir visiškai atsispindi pirmąjį trečiadienį,Be to, atsispindėjusių ir krintančių spindulių intensyvumas yra vienodas. Šis reiškinys vadinamas visiškas atspindys. Ribinis kampas nustatomas pagal formulę: ; .Visiško atspindžio reiškinys naudojamas totalinio atspindžio prizmėse (7.9 pav.).

Stiklo lūžio rodiklis yra n » 1,5, todėl stiklo ir oro sąsajos ribinis kampas = arcsin (1/1,5) = 42° Kai šviesa krinta ant stiklo ir oro ribos ties α > 42° visada bus pilnas atspindys. 7.9 paveiksle pavaizduotos suminės atspindžio prizmės, kurios leidžia: a) pasukti spindulį 90° kampu b) pasukti vaizdą c) apvynioti spindulius; Optiniuose prietaisuose naudojamos viso atspindžio prizmės (pavyzdžiui, žiūronuose, periskopuose), taip pat refraktometruose, kurie leidžia nustatyti kūnų lūžio rodiklius (pagal lūžio dėsnį, matuodami , nustatome santykinį dviejų terpių lūžio rodiklį, taip pat absoliutus rodiklis vienos iš terpių lūžio rodiklis, jei žinomas antrosios terpės lūžio rodiklis).

Visiško atspindžio reiškinys taip pat naudojamas šviesos kreiptuvai , kurie yra ploni, atsitiktinai išlenkti siūlai (pluoštai), pagaminti iš optiškai skaidrios medžiagos. 7.10 Pluoštinėse dalyse naudojamas stiklo pluoštas, kurio šviesą vedančią šerdį (šerdį) gaubia stiklas - apvalkalas, pagamintas iš kito stiklo su mažesniu lūžio rodikliu. Šviesos kreiptuvo gale krintanti šviesa kampuose, didesniuose už ribą , atliekama pagrindinio apvalkalo sąsajoje visiškas atspindys ir sklinda tik palei šviesos kreipiamąją šerdį didelės talpos telegrafo-telefono kabeliai . Kabelį sudaro šimtai ir tūkstančiai optinių skaidulų, plonų kaip žmogaus plaukai. Per tokį kabelį vienu metu galima perduoti įprasto pieštuko storį iki aštuoniasdešimties tūkstančių telefono pokalbių. Be to, šviesos kreiptuvai naudojami šviesolaidiniuose katodinių spindulių vamzdeliuose, elektroninėse skaičiavimo mašinose, informacijai koduoti, medicinoje (. pavyzdžiui, skrandžio diagnostika), integruotos optikos tikslais.