"Šviesos difrakcija" - - įstatymo pažeidimas tiesinis sklidimas bangos Bangų optika Šviesos difrakcija. Taigi banga, perėjusi pro plyšį, ir plečiasi, ir deformuojasi. Difrakcija pagal apvalią skylę. Dėkojame už dėmesį! Difrakcinės gardelės naudojamas skaidymui elektromagnetinė spinduliuotėį spektrą.

„Šviesos sklaida“ – aprašyta patirtis iš tikrųjų yra senovinė. Jei stovėsite veidu į vaivorykštę, Saulė bus už jūsų. Vaivorykštė. Daugiaspalvė juostelė yra saulės spektras. Sklaidos reiškinio atradimas. Idėjos apie gėlių priežastis prieš Niutoną. Panagrinėkime spindulio lūžį prizmėje. Šviesos sklaida. Vaivorykštė dėmesingo stebėtojo akimis.

„Šviesos dėsniai“ – Užduotys: Veidrodis. Šviesos dėsniai: šviesa - matoma spinduliuotė. Tikslas: Pristatymą parengė Gildenbrandt Lilija Viktorovna. Dirbtinis. Šviesos lūžis. Šviesos atspindžio dėsnis. “ Informacinės technologijos V. Darbai buvo atlikti pagal projektą.

„Šviesos atspindys“ – pirmasis geometrinės optikos dėsnis teigia, kad šviesa į vienalytė aplinka plinta tiesia linija. Taigi, naudodami šviesos spindulius, galite pavaizduoti šviesos energijos sklidimo kryptį. Šviesos atspindys. 5. Refleksijos dėsniai. Antrasis geometrinės optikos dėsnis teigia: kritimo kampas lygus atspindžio kampui, t.y. ?? =??.

„Šviesos difrakcija ir trukdžiai“ – pagal kelio skirtumą: ?max = 2k. ?/2 – trukdžių maksimumas?мin = (2k+1) . ?/2 – trukdžių minimumas. Bangų bangų pridėjimas skysčio paviršiuje. ?min = (2k+1) . ?/2. ?maks. = 2k. ?/2. Darnios bangos. Trikdžių stebėjimas plonose plėvelėse. Priklauso bangų pridėjimo rezultatas. Šviesos trukdžiai.

„Šviesos sklidimas“ - D - atstumas nuo objekto iki objektyvo. Kiekiai. Šviesos lūžis. Naudokite sprendžiant problemas. Tiesus šviesos sklidimas. Testo užduotys. Astronominis metodas. Optiniai instrumentai. Visiškas atspindys. Fotoaparatas (1837 m.) Projekcinis aparatas Mikroskopas Teleskopas. Fotoaparatas. Toliau. Konverguojantis lęšis (a) Difuzinis lęšis (b).

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 kraštutinis atvejis bangų optika, Kada šviesos bangos ilgis linkęs į nulį.

Pirmuonys optiniai reiškiniai, pvz., šešėlių atsiradimas ir vaizdų gavimas optiniai instrumentai, galima suprasti geometrinės optikos rėmuose.

Formali geometrinės optikos konstrukcija remiasi keturi dėsniai , empiriškai nustatyta:

· tiesinio šviesos sklidimo dėsnis;

· šviesos spindulių nepriklausomybės dėsnis;

· atspindžio dėsnis;

· šviesos lūžio dėsnis.

Šiems dėsniams analizuoti H. Huygensas pasiūlė paprastą ir vizualinis metodas, vėliau pavadintas Huygenso principas .

Kiekvienas taškas, kurį pasiekia šviesos sužadinimas, yra ,savo ruožtu, antrinių bangų centras;paviršius, kuris tam tikru laiko momentu lenkiasi aplink šias antrines bangas, 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 nuokrypis nuo sklidimo tiesumo tuo didesnis, kuo skylės mažesnės.

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

Ryžiai. 7.3 pav. 7.4

Išvesti atspindžio dėsnį Pasinaudokime Huygenso principu. Tarkime, kad plokštuminė banga (bangos priekis AB greičiu Su, patenka į sąsają tarp dviejų laikmenų (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.

Ryžiai. 7.5 pav. 7.6

Lūžio dėsnio išvedimas. Tarkime, kad plokštuminė banga (bangos priekis AB), sklindantis vakuume I kryptimi greičiu Su, patenka į sąsają su terpe, kurioje jo sklidimo greitis yra lygus u(7.6 pav.).

Tegul laikas, kurį banga nukeliauja keliu 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. Lūžusios 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

Iš to seka Snello dėsnis :

Kiek kitokią šviesos sklidimo dėsnio formuluotę pateikė prancūzų matematikas ir fizikas P. Ferma.

Fiziniai tyrimaiįtraukti dažniausiaiį optiką, kur 1662 metais nustatė pagrindinį geometrinės optikos principą (Fermato principas). Analogija tarp Ferma principo ir variacijos principai mechanika vaidino svarbų vaidmenį kuriant šiuolaikinę optinių instrumentų dinamiką ir teoriją.

Pagal Fermato principas , šviesa sklinda tarp dviejų taškų keliu, kuriam reikia mažiausiai laiko.

Parodykime šio principo taikymą sprendžiant tą pačią šviesos lūžio problemą.

Spindulys iš šviesos šaltinio 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 iš šaltinio į sąsają. Nustatykime laiką, praleistą keliauti keliu S.A.B.:

.

Norėdami rasti minimumą, randame pirmąją τ išvestinę X ir nustatykite jį lygų 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 teoriją ir kvantinę mechaniką).

Iš Ferma principo kyla keletas pasekmių.

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 aplinka iš didelis rodiklis refrakcija (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 pluošto intensyvumas mažėja, o atsispindėjusio pluošto intensyvumas didėja.

· Jei , tai lūžusio pluošto intensyvumas tampa lygus nuliui, o atsispindėjusio pluošto intensyvumas lygus krintančio pluošto intensyvumui (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:

;

.

Fenomenas visiškas atspindys naudojamas viso atspindžio prizmėse (7.9 pav.).

Stiklo lūžio rodiklis yra n » 1,5, taigi ribinis kampas stiklo ir oro ribai = arcsin (1/1,5) = 42°.

Kai šviesa krinta ant stiklo ir oro sąsajos ties α > 42° visada bus visiškas atspindys.

Fig. 7.9 Rodomos bendros atspindžio prizmės, leidžiančios:

a) pasukti spindulį 90°;

b) pasukti vaizdą;

c) apvyniokite spindulius.

Optiniuose prietaisuose naudojamos viso atspindžio prizmės (pavyzdžiui, žiūronuose, periskopuose), taip pat refraktometruose, kurie leidžia nustatyti kūnų lūžio rodiklius (pagal lūžio dėsnį, matuodami nustatome santykinis rodiklis dviejų terpių refrakcija, taip pat absoliutus rodiklis vienos iš terpių lūžio rodiklis, jei žinomas antrosios terpės lūžio rodiklis).

Pluoštinėse dalyse naudojamas stiklo pluoštas, kurio šviesą vedančią šerdį (šerdį) supa stiklas - kito stiklo apvalkalas su mažesniu lūžio rodikliu. Šviesos kreiptuvo gale krintanti šviesa kampuose, didesniuose už ribą , atliekama pagrindinio apvalkalo sąsajoje visiškas atspindys ir sklinda tik palei šviesolaidžio šerdį.

Kuriant naudojami šviesos kreiptuvai didelės talpos telegrafo ir telefono kabeliai . Kabelį sudaro šimtai ir tūkstančiai optinių skaidulų, plonų kaip žmogaus plaukai. Šis paprasto pieštuko storio laidas vienu metu gali perduoti iki aštuoniasdešimties tūkstančių telefono pokalbių.

Be to, šviesos kreiptuvai naudojami šviesolaidiniuose katodinių spindulių vamzdeliuose, elektroninėse skaičiavimo mašinose, informacijos kodavimui, medicinoje (pavyzdžiui, skrandžio diagnostikai) ir integruotos optikos tikslams.

Bangos kritimo kampas yra kampas tarp statmenos sąsajos tarp dviejų terpių kritimo taške ir krintančio pluošto. Bangos atspindžio kampas yra kampas tarp atspindėto spindulio ir statmeno atspindinčiam paviršiui.

2. Suformuluokite šviesos atspindžio dėsnį ir įrodykite jį naudodami Huygenso principą.

Kampu krintanti banga pasiekia skirtingus taškus sąsajos skirtingu laiku. Kai banga pasiekia tam tikrą tašką, tas taškas tampa antrinių bangų šaltiniu. Atsispindėjusios bangos priekis yra plokščias paviršius, liestinė antrinių bangų sferiniams frontams.

3. Koks yra spindulių grįžtamumo principas?

4. Pagal Huygenso principą paaiškinkite sferinio bangos fronto atspindį nuo plokščio paviršiaus.

5. Kuris vaizdas vadinamas įsivaizduojamu? Paaiškinkite, kaip sukuriamas vaizdas iš taškinio šaltinio ir baigtinių matmenų objekto veidrodyje, taip pat taškinio šaltinio mažame veidrodyje.

Virtualus vaizdas yra objekto vaizdas, atsirandantis, kai susikerta besiskiriančio spindulių pluošto plėtiniai. Jis pagamintas iš plokščio veidrodžio simetriškas taškas veidrodžio atžvilgiu, net kai veidrodis turi ribotus matmenis ir vaizdą galima stebėti tik baigtinėje srityje. Taškinio šaltinio bangos priekis yra rutulys, o antrinių bangų gaubtinis paviršius taip pat yra rutulys. Atsispindėjusios bangos priekinė dalis, kaip ir krintanti, yra rutulys. Atsispindėjusios sferinės bangos centras yra už veidrodžio ir suvokiamas kaip virtualus šaltinio vaizdas.

Kai kurie optiniai dėsniai buvo žinomi jau prieš nustatant šviesos prigimtį. Geometrinės optikos pagrindą sudaro keturi dėsniai: 1) tiesinio šviesos sklidimo dėsnis; 2) šviesos spindulių nepriklausomybės dėsnis; 3) šviesos atspindžio dėsnis; 4) šviesos lūžio dėsnis.

Tiesiaus šviesos sklidimo dėsnis:šviesa optiškai vienalytėje terpėje sklinda tiesia linija. Šis dėsnis yra apytikslis, nes kai šviesa praeina per labai mažas skylutes, pastebimi nukrypimai nuo tiesumo, kuo didesnė, tuo mažesnė skylė.

Šviesos pluoštų nepriklausomybės dėsnis: vieno pluošto sukuriamas efektas nepriklauso nuo to, ar likę spinduliai veikia vienu metu, ar yra pašalinami. Spindulių susikirtimai netrukdo kiekvienam iš jų sklisti nepriklausomai vienas nuo kito. Padalijus šviesos spindulį į atskirus šviesos pluoštus, galima parodyti, kad atskirtų šviesos pluoštų veikimas yra nepriklausomas.

Šis dėsnis galioja tik tada, kai šviesos intensyvumas nėra per didelis. Esant intensyvumui, pasiektam naudojant lazerius, šviesos spindulių nepriklausomumas nebesilaikomas. Atspindžio dėsnis:

spindulys, atsispindėjęs nuo sąsajos tarp dviejų terpių, yra toje pačioje plokštumoje su krintančiu spinduliu ir statmenu, nubrėžtu į sąsają kritimo taške; Atspindžio kampas lygus kritimo kampui. Lūžio dėsnis:

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 nuodėmė i nuodėmė 1 / nuodėmė nuodėmė i nuodėmė 2 = n 12 = n 2 / n 1, akivaizdu, kad nuodėmė

2 = V 1 / V 2 , (1) kur n 12 – santykinis lūžio rodiklis antroji aplinka, palyginti su pirmąja. Dviejų terpių santykinis lūžio rodiklis lygus santykiui

jų absoliutieji lūžio rodikliai n 12 = n 2 / n 1. Vidutinės absoliutus lūžio rodiklis vadinamas. reikšmė n lygi elektromagnetinių bangų greičio C vakuume santykiui su jų fazės greitis

V aplinkoje:

Didelį optinį lūžio rodiklį turinti terpė vadinama. optiškai tankesnis. Iš (1) išraiškos simetrijos išplaukiašviesos spindulių grįžtamumas nuodėmė, kurio esmė ta, kad jei šviesos spindulį iš antrosios terpės nukreipiate į pirmąją kampu nuodėmė 2, tada lūžęs spindulys pirmoje terpėje išeis kampu nuodėmė 1. Kai šviesa iš optiškai mažiau tankios terpės pereina į tankesnę, paaiškėja, kad nuodėmė nuodėmė 1 > nuodėmė nuodėmė 2, t.y. Lūžio kampas yra mažesnis už šviesos kritimo kampą ir atvirkščiai. Pastaruoju atveju, didėjant kritimo kampui, lūžio kampas didėja labiau, todėl esant tam tikram ribiniam kritimo kampui

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 nuodėmė lūžio kampas tampa lygus π/2. Naudodamiesi lūžio dėsniu, galite apskaičiuoti ribinio kritimo kampo vertę: nuodėmė pr /sin(π/2) = n 2 /n 1, iš kur

pr = arcsin n 2 /n 1 . nuodėmė > nuodėmė(2) Šiuo ribojančiu atveju lūžęs spindulys slysta išilgai sąsajos tarp laikmenų. Kritimo kampuose Kadangi šviesa giliai neprasiskverbia į optiškai mažiau tankią terpę, reiškinys atsiranda nuodėmė visiškas vidinis atspindys. Kampas paskambino

ribinis kampas visiškas vidinis atspindys. naudojamos totalinio atspindžio prizmėse, kurios naudojamos optiniuose instrumentuose: žiūronuose, periskopuose, refraktometruose (prietaisuose, kurie leidžia nustatyti optinius lūžio rodiklius), šviesos kreiptuvuose, kurie yra ploni, lankstomi siūlai (pluoštai), pagaminti iš optiškai skaidrios medžiagos. Šviesa, patenkanti į šviesos kreiptuvo galą didesniais nei ribinis kampais, visiškai atsispindi šerdies ir apvalkalo sąsajoje ir sklinda tik palei šviesos kreiptuvo šerdį. Šviesos kreiptuvų pagalba galite lenkti šviesos pluošto kelią kaip tik norite. Vaizdams perduoti naudojami daugiagysliai šviesos kreiptuvai. Paaiškinkite šviesos kreiptuvų naudojimą.

Norint paaiškinti spindulių lūžio ir kreivumo dėsnį, kai jie praeina per optiškai nevienalytę terpę, pristatoma sąvoka optinio pluošto kelio ilgis

L = nS arba L = ∫ndS,

atitinkamai vienarūšėms ir nehomogeninėms terpėms.

1660 metais prancūzų matematikas ir fizikas P. Fermatas nustatė ekstremalumo principas(Fermato principas) spindulio, sklindančio nehomogeninėje skaidrioje terpėje, optinio kelio ilgiui: spindulio optinio kelio ilgis terpėje tarp dviejų duotus taškus minimalus, kitaip tariant, šviesa sklinda keliu, kurio optinis ilgis yra minimalus.

Fotometriniai dydžiai ir jų vienetai. Fotometrija yra fizikos šaka, nagrinėjanti šviesos intensyvumo ir jos šaltinių matavimą. 1.Energijos kiekiai:

Radiacijos srautas F e yra dydis, skaitiniu požiūriu lygus energijos santykiui W spinduliuotė pagal laiką t, per kurį įvyko spinduliuotė:

F e = W/t, vatai (W).

Energingas šviesumas(emisyvumas) R e – vertė, lygi paviršiaus skleidžiamo spinduliuotės srauto F e ir atkarpos, per kurią šis srautas eina, ploto S santykiui:

R e = F e / S, (W/m2)

tie. reiškia paviršiaus spinduliuotės srauto tankį.

Energijos šviesos intensyvumas (spinduliavimo intensyvumas) I e nustatoma naudojant taškinio šviesos šaltinio sąvoką – šaltinio, kurio matmenis, lyginant su atstumu iki stebėjimo vietos, galima nepaisyti. Šviesos energijos intensyvumas I e yra vertė, lygi šaltinio spinduliuotės srauto Ф e santykiui su erdviniu kampu ω, kuriuo ši spinduliuotė sklinda:

I e = F e /ω, (W/sr) – vatas steradianui.

Šviesos intensyvumas dažnai priklauso nuo spinduliavimo krypties. Jei tai nepriklauso nuo spinduliavimo krypties, tai toks šaltinis paskambino izotropinis. Izotropinio šaltinio šviesos stipris yra

I e = F e /4π.

Išplėstinio šaltinio atveju galime kalbėti apie jo paviršiaus elemento šviesos intensyvumą dS.

Energijos ryškumas (spindulys) IN e yra vertė, lygi spinduliuojančio paviršiaus elemento šviesos energijos stiprio ΔI e ir šio elemento projekcijos į stebėjimo krypčiai statmeną plokštumą ploto ΔS santykiui:

IN e = ΔI e / ΔS.

(V/vid. m 2) Energijos apšvietimas (švitinimas) E

e apibūdina paviršiaus apšvietimo laipsnį ir yra lygus spinduliuotės srauto kiekiui, patenkančiam į apšviesto paviršiaus vienetą. (W/m2. 2.Šviesos vertės

. Atliekant optinius matavimus, naudojami įvairūs spinduliavimo imtuvai, kurių spektrinės charakteristikos jautrumo įvairaus bangos ilgio šviesai skiriasi. Santykinis žmogaus akies spektrinis jautrumas V (λ) parodytas Fig. V(λ)

400 555 700 λ, nm Todėl šviesos matavimai, būdami subjektyvūs, skiriasi nuo objektyvių, energetinių, jiems įvedami šviesos vienetai, naudojami tik matomai šviesai. Pagrindinis šviesos SI vienetas yra šviesos intensyvumas - kandela

(cd), kuris yra lygus šaltinio, skleidžiančio monochromatinę spinduliuotę, kurios dažnis yra 540·10 12 Hz, šviesos stipriui tam tikra kryptimi, kurio energinis šviesos stipris šia kryptimi yra 1/683 W/sr.

Šviesos vienetų apibrėžimas yra panašus į energijos vienetus. Šviesos vertėms matuoti naudojami specialūs instrumentai – fotometrai.Šviesos srautas . Šviesos srauto vienetas yra liumenas

(lm). Jis lygus šviesos srautui, skleidžiamam izotropinio šviesos šaltinio, kurio intensyvumas yra 1 cd vieno steradiano erdvės kampu (spinduliavimo lauko vienodumu erdvinio kampo ribose):

1 lm = 1 cd 1 sr. Eksperimentiškai nustatyta, kad 1 lm šviesos srautas, kurį sukuria spinduliuotė, kurios bangos ilgis λ = 555 nm, atitinka 0,00146 W energijos srautą.Šviesos srautas

1 lm, kurį sukuria kitokia λ spinduliuotė, atitinka energijos srautą

F e = 0,00146/V(λ), W.

1 lm = 0,00146 W. (švitinimas) Apšvietimas

(švitinimas)- vertė, susijusi su šviesos srauto F, patenkančio į paviršių, ir šio paviršiaus ploto S santykiu:

= F/S, liuksas (lx).

1 liuksas – tai paviršiaus apšvietimas, ant kurio 1 m 2 patenka 1 lm šviesos srautas (1 liuksas = 1 lm/m 2). Ryškumas

Šviečiančio paviršiaus R C (šviesumas) tam tikra kryptimi φ yra reikšmė, lygi šviesos stiprio I šia kryptimi santykiui su šviečiančio paviršiaus projekcijos į šiai krypčiai statmeną plokštumą plotu S:

R C = I/(Scosφ).

Šviesos atspindys. Šviesos atspindžio dėsniai.

Naujos medžiagos paaiškinimas

Dėl šviesos atspindžio visi gyvi organizmai gali matyti aplinkinius objektus. Juodus paviršius matome dėl to, kad šie paviršiai sugeria visus ant šio paviršiaus krentančius spindulius, raudoni atspindi raudonus, o likusius.

Mokslininkai jau seniai domėjosi, kaip atsispindi šviesa, o atspindžio dėsniai buvo atrasti seniai.

Atlikime tokį eksperimentą. (Parodo atspindį nuo plokščio veidrodžio naudojant optinį diską.) Dėl to mokiniai turėtų prieiti prie išvados, kad krintantis spindulys, atsispindėjęs nuo veidrodžio, grįžta į tą pačią terpę. Šis reiškinys vadinamas šviesos atspindžiu.

Šviesos atspindžio dėsniai nustatyti eksperimentiškai.

Pirmasis šviesos atspindžio dėsnis

Šviesos spindulys nukreipiamas į veidrodžio paviršių taip, kad spindulys būtų veidrodžio plokštumoje. Disko ketvirtį, per kurį praeina šviesos spindulys, padengus storo popieriaus lakštu, nustatoma, kad atspindėtas spindulys matomas tik tada, kai popierius stipriai prispaudžiamas prie disko ir popieriaus plokštuma sutampa su plokštuma. diską. Stebėdami mokiniai turi įsitikinti, kad krintantys ir atsispindėję spinduliai yra toje pačioje plokštumoje, kuri yra statmena atspindžio paviršiui, nubrėžtam iš spindulio kritimo taško.

Antrasis šviesos atspindžio dėsnis

Perkeliant šviesos šaltinį išilgai disko krašto, pakeičiama krintančio pluošto kryptis. Tokiu atveju kiekvieną kartą keičiasi atspindėto pluošto kryptis. Būtina atkreipti dėmesį į tai, kad kritimo ir atspindžio kampai visada išlieka vienodi. Siekdami nustatyti ryšį tarp incidento ir atsispindėjusių spindulių, mokiniai savo sąsiuviniuose nubraižo eksperimento schemą ir užsirašo incidento ir atsispindėjusių spindulių apibrėžimus bei jų lygybę.

Šviesos spindulių grįžtamumas

Iš šviesos atspindžio dėsnių išplaukia, kad krintantys ir atsispindėję spinduliai yra grįžtami. Jei dėl eksperimentų su optiniu disku šviesos spindulys nukrenta išilgai tiesios linijos, kuria sklinda krintantis spindulys, tada po atspindžio jis sklinda išilgai tiesės, iš kurios praėjo krintantis spindulys.

Ši savybė vadinama šviesos spindulių grįžtamumu.

Vaizdo konstravimas plokščiame veidrodyje

Veidrodis labai bendras dalykas kiekvieno žmogaus gyvenime. Plokščias veidrodis dažniausiai naudojamas žmogaus gyvenime.

Veidrodis, kurio paviršius yra plokščias, vadinamas plokščiu veidrodžiu.

Jei pastatysite objektą, pavyzdžiui, žvakę, prieš plokščią veidrodį, tada atrodo, kad už veidrodžio yra tas pats objektas, kurį mes vadiname vaizdu plokščiame veidrodyje.

Yra žinoma, kad žmogus mato šviečiantį tašką, jei iš jo sklindantys spinduliai tiesiogiai patenka į akį. Šviesos spinduliai (atsispindėję nuo veidrodžio, žr. pav.) nepatenka tiesiai į žmogaus akį. tuo pat metu

12-D. Šviesos atspindys

Padarykime eksperimentą. Padėkite pusiau atverstą knygą ant veidrodžio, gulinčio ant stalo. Nukreipkime šviesos spindulį iš viršaus, kad jis atsispindėtų nuo veidrodžio, bet neatsitrenktų į knygą. Tamsoje matysime krintančius ir atsispindėjusius šviesos pluoštus. Dabar uždenkime veidrodį popieriumi. Tokiu atveju matysime krintantį spindulį, bet atsispindėjusio pluošto nebus. Pasirodo, kad šviesa neatsispindi nuo popieriaus?

Pažvelkime atidžiau į brėžinius. Atkreipkite dėmesį, kad šviesai krentant ant veidrodžio knygos teksto beveik neįmanoma perskaityti dėl prasto apšvietimo. Bet kai šviesa krenta ant popieriaus lapo, knygos tekstas tampa matomas daug aiškiau, ypač apatinėje dalyje. Vadinasi, knyga apšviečiama stipriau. Bet kas jį apšviečia?

Kai šviesa krinta ant skirtingų paviršių, galimi du variantai. Pirma. Ant paviršiaus krintantis šviesos spindulys taip pat atsispindi spindulio pavidalu. Šis šviesos atspindys vadinamas veidrodiniu atspindžiu. Antra. Ant paviršiaus krintantis šviesos spindulys atsispindi jo visomis kryptimis. Toks šviesos atspindys vadinamas difuziniu atspindžiu arba tiesiog šviesos sklaida.

Veidrodinis atspindys atsiranda ant labai lygių (poliruotų) paviršių. Jei paviršius yra grubus, jis tikrai išsklaidys šviesą. Būtent tai ir pastebėjome, kai veidrodį uždengėme popieriaus lapu. Ji atspindėjo šviesą, išsklaidydama ją visomis kryptimis, taip pat ir ant knygos, ją apšviesdama.

atspindintis paviršius spindulio lūžio taške (kampas b).

Kai šviesa atsispindi, visada išsipildo du modeliai: Pirma. Kritantis spindulys, atspindėtas spindulys ir statmenas atspindinčiam paviršiui spindulio lenkimo taške visada yra toje pačioje plokštumoje. Antra. Kritimo kampas lygus atspindžio kampui. Šie du teiginiai išreiškia šviesos atspindžio dėsnio esmę.

Kairėje paveikslėlyje spinduliai ir statmenas veidrodžiui yra ne vienoje plokštumoje. Dešiniajame paveikslėlyje atspindžio kampas nelygu kritimo kampui. Todėl toks spindulių atspindys negali būti gautas eksperimentiškai.

Atspindžio dėsnis galioja tiek veidrodinio, tiek difuzinio šviesos atspindžio atveju. Dar kartą pažvelkime į brėžinius ankstesniame puslapyje. Nepaisant akivaizdaus atsitiktinumo spindulių atspindyje dešiniajame brėžinyje, jie visi išdėstyti taip, kad atspindžio kampai būtų lygūs kritimo kampams. Pažiūrėkite, dešiniojo piešinio grubų paviršių „supjaustėme“ į atskirus elementus ir nubrėžėme statmenus spindulių lūžio taškuose:

Kokybės problemų sprendimas

Kampas tarp krintančio pluošto ir veidrodžio paviršiaus yra 50 0 . Kodėl lygus kampui kritimas, atspindžio kampas, kampas tarp krintančių ir atspindėtų spindulių. Kiek kartų kampas tarp krintančių ir atsispindėjusių spindulių yra didesnis už kritimo kampą? (Atsakymas: 40 0, 40 0, 80 0, du kartus).

Koks yra kritimo kampas, jei šviesos spindulys krinta statmenai veidrodžio paviršiui? (Atsakymas: 0 0).

Kritimo kampas padidėjo 20 0 . Kiek padidės kampas tarp krintančių ir atsispindėjusių spindulių? (Atsakymas: 40 0).

Kritimo kampas yra du kartus didesnis už kampą tarp atspindėto pluošto ir veidrodžio paviršiaus. Koks yra kritimo kampas?

(Atsakymas: 30 0).

IŠBANDYKITE PATS – konsoliduokite naują medžiagą

Suformuluokite šviesos atspindžio dėsnį.

Koks yra šviesos atspindžio reiškinio dėsnis?

Koks kampas vadinamas kritimo kampu; atspindžiai?

Kokia krintančio ir atsispindėjusio pluošto savybė vadinama grįžtamuoju?

Kodėl kartais mums namų langai dieną atrodo tamsūs, o kartais šviesūs?

Kiek tamsų ar šviesų matome kelią ir jame esančias balas, jei nakčiai įjungiame automobilio žibintus, kai nėra išorinio apšvietimo? ŠVIESOS ATspindėjimas. (

NAMŲ DARBAI

ŠVIESOS ATspindėjimas

(Atlikti užduotis:

nuo 1 iki 16 užsirašykite tik atsakymą,