Një nga degët e lashta dhe voluminoze të fizikës është optika. Arritjet e tij përdoren në shumë shkenca dhe fusha të veprimtarisë: inxhinieri elektrike, industri, mjekësi dhe të tjera. Nga artikulli mund të zbuloni se çfarë studion kjo shkencë, historinë e zhvillimit të ideve rreth saj, arritjet më të rëndësishme dhe cilat sisteme dhe instrumente optike ekzistojnë.

Çfarë studion optika?

Emri i kësaj disipline është Origjina greke dhe përkthehet si "shkenca e perceptimit vizual". Optika është një degë e fizikës që studion natyrën e dritës, vetitë e saj dhe ligjet që lidhen me përhapjen e saj. Kjo shkencë studion natyrën e dritës së dukshme, infra të kuqe dhe rrezatimi ultravjollcë. Meqenëse është falë dritës që njerëzit janë në gjendje të shohin botën përreth tyre, kjo degë e fizikës është gjithashtu një disiplinë e lidhur me perceptimin vizual të rrezatimit. Dhe nuk është çudi: syri është një sistem kompleks optik.

Historia e formimit të shkencës

Optika e ka origjinën në kohët e lashta, kur njerëzit u përpoqën të kuptonin natyrën e dritës dhe të zbulonin se si mund t'i shohin objektet në botën përreth.

Filozofët e lashtë e konsideronin dritën e dukshme ose si rreze që burojnë nga sytë e një personi ose një rrjedhë. grimca të vogla duke fluturuar larg objekteve dhe duke hyrë në sy.

Më pas, natyra e dritës u studiua nga shumë shkencëtarë të shquar. Isak Njutoni formuloi një teori rreth trupave - grimcave të vogla të dritës. Një tjetër shkencëtar, Huygens, parashtroi teorinë e valës.

Natyra e dritës vazhdoi të eksplorohej nga fizikanët e shekullit të 20-të: Maxwell, Planck, Einstein.

Aktualisht, hipotezat e Njutonit dhe Huygens janë të bashkuara në konceptin e dualitetit valë-grimcë, sipas të cilit drita ka vetitë e grimcave dhe valëve.

Seksionet

Lënda e hulumtimit të optikës nuk është vetëm drita dhe natyra e saj, por edhe instrumentet për këtë hulumtim, ligjet dhe vetitë e këtij fenomeni dhe shumë më tepër. Prandaj, në shkencë ka disa seksione kushtuar ndaj partive individuale kërkimore.

• optikë gjeometrike;
• valë;
• kuantike.

Çdo seksion do të diskutohet në detaje më poshtë.

Optika gjeometrike

Në këtë seksion ka ligjet e mëposhtme optika:

Ligji për drejtësinë e përhapjes së dritës që kalon nëpër një mjedis homogjen. Një rreze drite konsiderohet si një vijë e drejtë përgjatë së cilës kalojnë grimcat e dritës.

Ligji i reflektimit:

Rrezet rënëse dhe të reflektuara, si dhe pingulja me ndërfaqen midis dy mediave, të rindërtuara në pikën e rënies së rrezes, shtrihen në të njëjtin rrafsh ( rrafshi i incidencës). Këndi i reflektimit γ e barabartë me këndin bie α.

Ligji i thyerjes:

Rrezet rënëse dhe ato të përthyera, si dhe pingulja me ndërfaqen ndërmjet dy mediave, të rindërtuara në pikën e rënies së rrezes, shtrihen në të njëjtin rrafsh. Raporti i sinusit të këndit të rënies α me sinusin e këndit të thyerjes β është një vlerë konstante për dy media të dhëna.

Lentet janë një mjet për të studiuar vetitë e dritës në optikën gjeometrike.

Një lente është një trup transparent që është i aftë të transmetojë dhe modifikojë. Ato ndahen në konveks dhe konkavë, si dhe të mbledhin dhe të shpërndajnë. Lente është përbërësi kryesor i të gjitha instrumenteve optike. Kur trashësia e tij është e vogël në krahasim me rrezet e sipërfaqeve, quhet e hollë. Në optikë, formula për një lente të hollë duket si kjo:

1/d + 1/f = D, ku

d është distanca nga objekti në thjerrëza; f është distanca nga imazhi nga lentet; D është fuqia optike e thjerrëzës (e matur në dioptra).

Optika valore dhe konceptet e saj

Sepse dihet që drita i ka të gjitha vetitë valë elektromagnetike, një degë e veçantë e fizikës studion manifestimet e këtyre vetive. Ajo quhet optikë valore.

Konceptet bazë të kësaj dege të optikës janë dispersioni, interferenca, difraksioni dhe polarizimi.

Fenomeni i dispersionit u zbulua nga Njutoni falë eksperimenteve të tij me prizmat. Ky zbulim është një hap i rëndësishëm drejt të kuptuarit të natyrës së dritës. Ai zbuloi se përthyerja e rrezeve të dritës varet nga ngjyra e tyre. Ky fenomen u quajt dispersion ose shpërndarje e dritës. Tani dihet se ngjyra varet nga gjatësia e valës. Për më tepër, ishte Njutoni ai që propozoi konceptin e spektrit për të treguar shiritin e ylberit të marrë nga shpërndarja përmes prizmave.

Konfirmimi natyra e valës drita është ndërhyrja e valëve të saj, e zbuluar nga Young. Ky është emri që i jepet mbivendosjes së dy ose më shumë valëve njëra mbi tjetrën. Si rezultat, mund të shihet fenomeni i forcimit dhe dobësimit të dridhjeve të dritës në pika të ndryshme të hapësirës. Manifestimet e bukura dhe të njohura të ndërhyrjes për të gjithë janë flluskat e sapunit dhe filmi me ngjyrë ylberi i benzinës së derdhur.

Të gjithë përjetojnë fenomenin e difraksionit. Ky term është përkthyer nga latinishtja si "i thyer". Difraksioni në optikë është përkulja e valëve të dritës rreth skajeve të pengesave. Për shembull, nëse vendosni një top në shtegun e një rreze drite, unazat e alternuara do të shfaqen në ekranin pas tij - të lehta dhe të errëta. Ky quhet model difraksioni. Jung dhe Fresnel studiuan fenomenin.

Koncepti i fundit kyç optika valore- ky është polarizim. Drita quhet e polarizuar nëse drejtimi i lëkundjeve të saj valore është i renditur. Meqenëse drita është gjatësore dhe jo valë prerëse, atëherë dridhjet ndodhin ekskluzivisht në drejtim tërthor.

Optika kuantike

Drita nuk është vetëm një valë, por edhe një rrjedhë grimcash. Në bazë të këtij komponenti të tij, u ngrit një degë e tillë e shkencës si optika kuantike. Pamja e saj lidhet me emrin e Max Planck.

Një kuant është çdo pjesë e diçkaje. Dhe në këtë rast ne po flasim për kuantet e rrezatimit, domethënë pjesë të dritës të emetuara gjatë tij. Fjala fotone përdoret për të treguar grimcat (nga greqishtja φωτός - "dritë"). Ky koncept u propozua nga Albert Einstein. Në këtë seksion të optikës, formula e Ajnshtajnit E=mc 2 përdoret gjithashtu për të studiuar vetitë e dritës.

Objektivi kryesor i këtij seksioni është studimi dhe karakterizimi i ndërveprimit të dritës me lëndën dhe studimi i përhapjes së saj në kushte atipike.

Vetitë e dritës si një rrjedhë grimcash shfaqen në kushtet e mëposhtme:

• rrezatimi termik;
• efekt fotoelektrik;
• proceset fotokimike;
• emetimi i stimuluar etj.

Në optikën kuantike ekziston koncepti i dritës jo klasike. Fakti është se karakteristikat kuantike të rrezatimit të dritës nuk mund të përshkruhen brenda kornizës së optikës klasike. Drita jo-klasike, për shembull, me dy foton, e ngjeshur, përdoret në fusha të ndryshme: për kalibrimin e fotodetektorëve, për matje të sakta, etj. Një aplikim tjetër është kriptografia kuantike - mënyrë sekrete transmetimi i informacionit duke përdorur kode binare, ku një foton me drejtim vertikal i caktohet 0, dhe një foton të drejtuar horizontalisht i caktohet 1.

Rëndësia e optikës dhe instrumenteve optike

Në cilat fusha ka gjetur aplikimin kryesor teknologjia optike?

Së pari, pa këtë shkencë nuk do të kishte instrumente optike të njohura për çdo person: teleskop, mikroskop, kamera, projektor dhe të tjerët. Me ndihmën e lenteve të zgjedhura posaçërisht, njerëzit ishin në gjendje të eksploronin mikrokozmosin, universin, objektet qiellore, si dhe kapnin dhe transmetonin informacione në formën e imazheve.

Përveç kësaj, falë optikës, një numër i zbulimet më të rëndësishme u zbuluan në fushën e natyrës së dritës, vetitë e saj, dukuritë e interferencës, polarizimit e të tjera.

Së fundi, optika përdoret gjerësisht në mjekësi, për shembull, në studim rrezatimi me rreze x, në bazë të së cilës u krijua një pajisje që shpëtoi shumë jetë. Falë kësaj shkence u shpik edhe lazeri, i cili përdoret gjerësisht në ndërhyrjet kirurgjikale.

Optika dhe vizioni

Syri është një sistem optik. Falë vetive të dritës dhe aftësive të organeve të vizionit, ju mund të shihni botën përreth jush. Fatkeqësisht, pak njerëz mund të mburren me vizion të përsosur. Me ndihmën e kësaj disipline është bërë e mundur rikthimi i aftësisë së njerëzve për të parë më mirë me ndihmën e syzeve dhe lenteve të kontaktit. Kjo është arsyeja pse institucionet mjekësore Ata të përfshirë në zgjedhjen e produkteve të korrigjimit të shikimit morën gjithashtu emrin përkatës - optikë.

Mund ta përmbledhim. Pra, optika është shkenca e vetive të dritës, që prek shumë fusha të jetës dhe ka një aplikim të gjerë në shkencë dhe në jetën e përditshme.

Prezantimi................................................. .......................................................... .......................................... 2

Kapitulli 1. Ligjet themelore të dukurive optike.......................................... .......... 4

1.1 Ligji i përhapjes drejtvizore të dritës.......................................... ......... .......... 4

1.2 Ligji i pavarësisë së rrezeve të dritës.......................................... ...................................... 5

1.3 Ligji i reflektimit të dritës...................................................... .......................................................... ............. 5

1.4 Ligji i përthyerjes së dritës................................................ .......................................................... ..... 5

Kapitulli 2. Sistemet optike ideale............................................ ........ ......... 7

Kapitulli 3. Përbërësit e sistemeve optike.......................................... ......... .. 9

3.1 Diafragmat dhe roli i tyre në sistemet optike.......................................... .......... ................. 9

3.2 Nxënësit e hyrjes dhe daljes................................................ .......................................................... 10

Kapitulli 4. Sistemet moderne optike................................................ ......... 12

4.1 Sistemi optik..................................................... ..................................................... .......... .. 12

4.2 Aparatet fotografike...................................................... .... ................................................ 13

4.3 Syri si një sistem optik...................................... ................................................ 13

Kapitulli 5. Sistemet optike që ndihmojnë syrin................................... 16

5.1 Xhami zmadhues...................................................... ..................................................... .......................................... 17

5.2 Mikroskopi ................................................ ................................................... ...................................... 18

5.3 Fushat e zbulimit................................................ ................................................................ .......................................... 20

5.4 Pajisjet e projektimit................................................ ................................................................ ................. 21

5.5 Pajisjet spektrale................................................ .......................................................... ........... 22

5.6 Instrument matës optik...................................................... ................................... 23

konkluzioni................................................ ................................................ ................................... 28

Bibliografi................................................ . ................................................ ..... ..... 29

Prezantimi.

Optika është një degë e fizikës që studion natyrën e rrezatimit optik (dritës), përhapjen e tij dhe dukuritë e vëzhguara gjatë bashkëveprimit të dritës dhe materies. Rrezatimi optik është valë elektromagnetike, dhe për këtë arsye optika është pjesë e studimit të përgjithshëm të fushës elektromagnetike.

Optika është studimi i dukuritë fizike lidhur me përhapjen e valëve të shkurtra elektromagnetike, gjatësia e të cilave është afërsisht 10 -5 -10 -7 m Rëndësia e këtij rajoni të veçantë të spektrit të valëve elektromagnetike është për shkak të faktit se brenda tij, në një gamë të ngushtë të. gjatësi vale nga 400-760 nm, shtrihet një zonë e dritës së dukshme, e perceptuar drejtpërdrejt nga syri i njeriut. Është i kufizuar në njërën anë rrezet x, dhe nga ana tjetër, në gamën e mikrovalëve të emetimit të radios. Nga pikëpamja e fizikës së proceseve që ndodhin, izolimi i një spektri kaq të ngushtë të valëve elektromagnetike (drita e dukshme) nuk ka shumë kuptim, prandaj koncepti i "gamës optike" zakonisht përfshin gjithashtu rrezatim infra të kuqe dhe ultravjollcë.

Kufizimi i diapazonit optik është i kushtëzuar dhe përcaktohet kryesisht nga përgjithësia mjete teknike dhe metodat për studimin e dukurive në intervalin e caktuar. Këto mjete dhe metoda karakterizohen nga formimi i imazheve të objekteve optike bazuar në vetitë valore të rrezatimit duke përdorur pajisje, dimensionet lineare të të cilave janë shumë më të mëdha se gjatësia λ e rrezatimit, si dhe përdorimi i marrësve të dritës, veprimi i të cilave është bazuar në vetitë e tij kuantike.

Sipas traditës, optika zakonisht ndahet në gjeometrike, fizike dhe fiziologjike. Optika gjeometrike lë çështjen e natyrës së dritës, rrjedh nga ligjet empirike të përhapjes së saj dhe përdor idenë e rrezeve të dritës të përthyera dhe të reflektuara në kufijtë e mediave me veti të ndryshme optike dhe drejtvizore në një mjedis optikisht homogjen. Detyra e tij është të studiojë matematikisht rrugën e rrezeve të dritës në një mjedis me një varësi të njohur të indeksit të thyerjes n nga koordinatat ose, përkundrazi, të gjejë vetitë optike dhe formën e mediave transparente dhe reflektuese në të cilat rrezet ndodhin përgjatë një rrugën e dhënë. Vlera më e lartë Optika gjeometrike përdoret për llogaritjen dhe projektimin e instrumenteve optike - nga thjerrëzat e syzeve deri te lentet komplekse dhe instrumentet e mëdha astronomike.

Optika fizike shqyrton problemet që lidhen me natyrën e dritës dhe fenomeneve të dritës. Deklarata se drita është valë elektromagnetike tërthore bazohet në rezultatet numër i madh studime eksperimentale të difraksionit të dritës, interferencës, polarizimit dhe përhapjes së dritës në mjediset anizotropike.

Një nga detyrat më të rëndësishme tradicionale të optikës është marrja e imazheve që korrespondojnë me origjinalet në të dyja formë gjeometrike, dhe sipas shpërndarjes së shkëlqimit zgjidhet kryesisht optika gjeometrike me përfshirjen optikë fizike. Optika gjeometrike i jep një përgjigje pyetjes se si duhet të ndërtohet një sistem optik në mënyrë që çdo pikë e një objekti të përshkruhet si një pikë kur kurseni ngjashmëri gjeometrike imazhe në objekt. Ai tregon burimet e shtrembërimit të imazhit dhe nivelin e tij në sistemet reale optike. Për të ndërtuar sisteme optike është thelbësore teknologjia e prodhimit të materialeve optike me vetitë e kërkuara, si dhe teknologjia e përpunimit të elementeve optike. Për arsye teknologjike, lentet dhe pasqyrat me sipërfaqe sferike përdoren më shpesh, por për të thjeshtuar sistemet optike dhe për të përmirësuar cilësinë e imazhit në raporte të larta hapjeje, përdoren elementë optikë.

Kapitulli 1. Ligjet themelore të dukurive optike.

Tashmë në periudhat e para hulumtim optik Katër ligjet e mëposhtme themelore të fenomeneve optike u krijuan eksperimentalisht:

1. Ligji i përhapjes drejtvizore të dritës.

2. Ligji i pavarësisë së rrezeve të dritës.

3. Ligji i reflektimit nga një sipërfaqe pasqyre.

4. Ligji i përthyerjes së dritës në kufirin e dy mediave transparente.

Studimi i mëtejshëm i këtyre ligjeve tregoi, së pari, se ato kanë një kuptim shumë më të thellë nga sa mund të duket në shikim të parë, dhe së dyti, se zbatimi i tyre është i kufizuar dhe janë vetëm ligje të përafërta. Vendosja e kushteve dhe kufijve të zbatueshmërisë së bazës ligjet optike shënoi përparim të rëndësishëm në studimin e natyrës së dritës.

Thelbi i këtyre ligjeve zbret në sa vijon.

Në një mjedis homogjen, drita udhëton në vija të drejta.

Ky ligj gjendet në punimet mbi optikën që i atribuohen Euklidit dhe ndoshta është njohur dhe zbatuar shumë më herët.

Prova eksperimentale e këtij ligji mund të merret nga vëzhgimet e hijeve të mprehta të prodhuara nga burimet pikësore të dritës, ose nga marrja e imazheve duke përdorur hapje të vogla. Oriz. 1 ilustron marrjen e imazhit duke përdorur një hapje të vogël, forma dhe madhësia e imazhit që tregon se projeksioni ndodh duke përdorur rrezet e drejta.

Fig. 1 Përhapja drejtvizore e dritës: marrja e imazhit duke përdorur një hapje të vogël.

Ligji i përhapjes drejtvizore mund të konsiderohet i vendosur fort nga përvoja. Ka një kuptim shumë të thellë, sepse vetë koncepti i një vije të drejtë me sa duket lindi vëzhgimet optike. Koncepti gjeometrik drejt si një vijë që përfaqëson distanca më e shkurtër midis dy pikave, ekziston koncepti i një vije përgjatë së cilës drita përhapet në një mjedis homogjen.

Një studim më i detajuar i fenomeneve të përshkruara tregon se ligji i përhapjes drejtvizore të dritës humbet forcën e tij nëse kalojmë në vrima shumë të vogla.

Pra, në eksperimentin e paraqitur në Fig. 1, do të marrim një imazh të mirë me një madhësi vrime prej rreth 0.5 mm. Me një reduktim të mëvonshëm të vrimës, imazhi do të jetë i papërsosur, dhe me një vrimë prej rreth 0,5-0,1 mikron, imazhi nuk do të funksionojë fare dhe ekrani do të ndriçohet pothuajse në mënyrë të barabartë.

Fluksi i dritës mund të ndahet në rreze të veçanta të dritës, duke i theksuar ato, për shembull, duke përdorur diafragma. Veprimi i këtyre rrezeve të zgjedhura të dritës rezulton të jetë i pavarur, d.m.th. efekti i prodhuar nga një rreze e vetme nuk varet nga fakti nëse trarët e tjerë veprojnë njëkohësisht ose eliminohen.

Rrezja rënëse, normalja me sipërfaqen reflektuese dhe rrezja e reflektuar shtrihen në të njëjtin rrafsh (Fig. 2), dhe këndet ndërmjet rrezeve dhe normales janë të barabarta me njëri-tjetrin: këndi i rënies i është i barabartë me këndin i reflektimit i." Ky ligj përmendet edhe në veprat e Euklidit. Krijimi i tij lidhet me përdorimin e sipërfaqeve metalike të lëmuara (pasqyrat), të njohura tashmë në një epokë shumë të largët.

Oriz. 2 Ligji i reflektimit.

Oriz. 3 Ligji i thyerjes.

Diafragma është një pengesë e errët që kufizon seksionin kryq të rrezeve të dritës në sistemet optike (në teleskopë, distancues, mikroskopë, kamera filmike dhe fotografike, etj.). Roli i diafragmave shpesh luhet nga kornizat e lenteve, prizmave, pasqyrave dhe pjesëve të tjera optike, bebëza e syrit, kufijtë e një objekti të ndriçuar dhe në spektroskop - çarjet.

Çdo sistem optik - syri i armatosur dhe i pandihmuar, një aparat fotografik, një aparat projeksioni - përfundimisht vizaton një imazh në një aeroplan (ekran, pllakë fotografike, retinë); objektet janë në shumicën e rasteve tredimensionale. Megjithatë, edhe një sistem optik ideal, pa u kufizuar, nuk do të prodhonte imazhe objekt tredimensional në sipërfaqe. Në të vërtetë, pikat individuale të një objekti tredimensional janë në distanca të ndryshme nga sistemi optik dhe ato korrespondojnë me plane të ndryshme të konjuguara.

Pika ndriçuese O (Fig. 5) jep një imazh të mprehtë të O` në planin MM 1 të konjuguar me EE. Por pikat A dhe B japin imazhe të mprehta në A` dhe B`, dhe në rrafshin MM ato projektohen si rrathë të lehta, madhësia e të cilave varet nga kufizimi i gjerësisë së trarëve. Nëse sistemi nuk do të ishte i pakufizuar, atëherë rrezet nga A dhe B do të ndriçonin rrafshin MM në mënyrë të barabartë, që do të thotë se nuk do të fitohej asnjë imazh i objektit, por vetëm një imazh i pikave të tij individuale që shtrihen në rrafshin EE.

Sa më të ngushta të jenë trarët, aq më i qartë është imazhi i hapësirës së objektit në aeroplan. Më saktësisht, nuk është vetë objekti hapësinor ai që përshkruhet në aeroplan, por ajo fotografi e sheshtë, e cila është një projeksion i objektit në një plan të caktuar EE (plani i instalimit), i konjuguar në lidhje me sistemin me rrafshin e imazhit MM. Qendra e projeksionit është një nga pikat e sistemit (qendra e pupilës së hyrjes së instrumentit optik).

Madhësia dhe pozicioni i hapjes përcaktojnë ndriçimin dhe cilësinë e imazhit, thellësinë e fushës dhe rezolucionin e sistemit optik dhe fushën e shikimit.

Diafragma që kufizon më fort rrezen e dritës quhet hapje ose efektive. Roli i saj mund të luhet nga korniza e një lente ose një diafragme speciale shpërthyese, nëse kjo diafragmë kufizon rrezet e dritës më fort se sa kornizat e lenteve.

Diafragma e hapjes shpërthyese shpesh është e vendosur midis përbërësve individualë (thjerrëzave) të një sistemi optik kompleks (Fig. 6), por mund të vendoset përpara ose pas sistemit.

Nëse BB është një diafragmë e vërtetë e hapjes (Fig. 6), dhe B 1 B 1 dhe B 2 B 2 janë imazhet e saj në pjesët e përparme dhe të pasme të sistemit, atëherë të gjitha rrezet që kalojnë nëpër BB do të kalojnë përmes B 1 B 1 dhe B 2 B 2 dhe anasjelltas, d.m.th. ndonjë nga diafragmat ВВ, В 1 В 1, В 2 В 2 kufizon rrezet aktive.

Pupila e hyrjes është ajo e vrimave aktuale ose imazheve të tyre që kufizon më fort rrezen hyrëse, d.m.th. e dukshme në këndin më të vogël nga pika e prerjes së boshtit optik me rrafshin e objektit.

Pupilja e daljes është vrima ose imazhi i saj që kufizon rrezen që del nga sistemi. Nxënësit e hyrjes dhe të daljes janë të lidhura në lidhje me të gjithë sistemin.

Roli i nxënësit të hyrjes mund të luhet nga një ose një vrimë tjetër ose imazhi i saj (real ose imagjinar). Në disa raste të rëndësishme, objekti i imazhit është një vrimë e ndriçuar (për shembull, çarja e një spektrografi), dhe ndriçimi sigurohet drejtpërdrejt nga një burim drite i vendosur afër vrimës, ose me anë të një kondensuesi ndihmës. Në këtë rast, në varësi të vendndodhjes, rolin e nxënësit të hyrjes mund ta luajë kufiri i burimit ose imazhi i tij, ose kufiri i kondensatorit, etj.

Nëse diafragma e hapjes shtrihet përpara sistemit, atëherë ajo përkon me nxënësin e hyrjes dhe bebëza e daljes do të jetë imazhi i saj në këtë sistem. Nëse shtrihet pas sistemit, atëherë përkon me nxënësin dalës dhe nxënësi i hyrjes do të jetë imazhi i tij në sistem. Nëse diafragma e hapjes së eksplozivit ndodhet brenda sistemit (Fig. 6), atëherë imazhi i tij B 1 B 1 në pjesën e përparme të sistemit shërben si bebëz hyrëse dhe imazhi B 2 B 2 në pjesën e pasme të sistemit. shërben si nxënës dalës. Këndi në të cilin rrezja e nxënësit të hyrjes është e dukshme nga pika e kryqëzimit të boshtit me rrafshin e objektit quhet "këndi i hapjes", dhe këndi në të cilin rrezja e bebëzës së daljes është e dukshme nga pika. i prerjes së boshtit me planin e imazhit është këndi i projeksionit ose këndi i hapjes së daljes. [3]

Kapitulli 4. Sistemet optike moderne.

Një lente e hollë përfaqëson sistemin më të thjeshtë optik. Lentet e thjeshta të holla përdoren kryesisht në formën e syzeve për syze. Përveç kësaj, përdorimi i një lente si një xham zmadhues është i njohur mirë.

Veprimi i shumë instrumenteve optike - një llambë projeksioni, një aparat fotografik dhe pajisje të tjera - mund të krahasohet skematikisht me veprimin e lenteve të holla. Sidoqoftë, një lente e hollë jep një imazh të mirë vetëm në rastin relativisht të rrallë kur dikush mund të kufizohet në një rreze të ngushtë me një ngjyrë që vjen nga burimi përgjatë boshtit kryesor optik ose në një kënd të madh me të. Në shumicën probleme praktike, ku këto kushte nuk plotësohen, imazhi i dhënë nga një lente e hollë është mjaft i papërsosur. Prandaj, në shumicën e rasteve ata përdorin ndërtimin e sistemeve optike më komplekse që kanë numër i madh sipërfaqet refraktive dhe jo të kufizuara nga kërkesa e afërsisë së këtyre sipërfaqeve (kërkesë që plotëson një lente e hollë). [4]

Në përgjithësi, syri i njeriut është një trup sferik me diametër rreth 2,5 cm, i cili quhet zverku i syrit (Fig. 10). Shtresa e jashtme e errët dhe e qëndrueshme e syrit quhet sklera, dhe pjesa e përparme e saj transparente dhe më konveks quhet kornea. Në brendësi, sklera është e mbuluar me një koroid, i përbërë nga enë gjaku që furnizojnë syrin. Përballë kornesë, koroidi kalon në iris, me ngjyrë të ndryshme në njerëz të ndryshëm, i cili ndahet nga kornea nga një dhomë që përmban një masë ujore transparente.

Ka një vrimë të rrumbullakët në iris,

quhet bebëza, diametri i së cilës mund të ndryshojë. Kështu, irisi luan rolin e një diafragme, duke rregulluar aksesin e dritës në sy. Në dritë të ndritshme bebëza bëhet më e vogël, dhe në dritë të ulët zmadhohet. Brenda zverkut të syrit pas irisit ndodhet thjerrëza, e cila është një lente bikonvekse e bërë nga një substancë transparente me një indeks thyerjeje prej rreth 1.4. Lentja është e rrethuar nga një muskul unazor, i cili mund të ndryshojë lakimin e sipërfaqeve të tij, dhe rrjedhimisht fuqinë e tij optike.

Koroidi në brendësi të syrit është i mbuluar me degë të nervit fotosensiv, veçanërisht të dendura përpara bebëzës. Këto degë formojnë retinën, mbi të cilën merret imazhi aktual i objekteve të krijuara nga sistemi optik i syrit. Hapësira midis retinës dhe thjerrëzës është e mbushur me një trup qelqor transparent, i cili ka një strukturë xhelatinoze. Imazhi i objekteve në retinë është i përmbysur. Megjithatë, aktiviteti i trurit, i cili merr sinjale nga nervi fotosensiv, na lejon të shohim të gjitha objektet në pozicione natyrore.

Kur muskuli unazor i syrit është i relaksuar, imazhi i objekteve të largëta merret në retinë. Në përgjithësi, struktura e syrit është e tillë që një person mund të shohë objekte të vendosura jo më afër se 6 m nga syri pa tendosje. Në këtë rast, imazhi i objekteve më të afërta merret pas retinës. Për të marrë një imazh të qartë të një objekti të tillë, muskuli unazor e ngjesh thjerrëzën gjithnjë e më shumë derisa imazhi i objektit të shfaqet në retinë, dhe më pas e mban thjerrëzën në një gjendje të ngjeshur.

Kështu, "përqendrimi" i syrit të njeriut kryhet duke ndryshuar fuqinë optike të lenteve duke përdorur muskulin unazor. Aftësia e sistemit optik të syrit për të krijuar imazhe të dallueshme të objekteve të vendosura në distanca të ndryshme prej tij quhet akomodim (nga latinishtja "akomodim" - përshtatje). Kur shikoni objekte shumë të largëta, rrezet paralele hyjnë në sy. Në këtë rast, syri thuhet se është i akomoduar në pafundësi.

Akomodimi i syrit nuk është i pafund. Me ndihmën e muskujve unazorë, fuqia optike e syrit mund të rritet me jo më shumë se 12 dioptra. Kur shikon objekte të afërta për një kohë të gjatë, syri lodhet dhe muskuli unazor fillon të relaksohet dhe imazhi i objektit turbullohet.

Sytë e njeriut na lejojnë të shohim qartë objektet jo vetëm në dritën e ditës. Aftësia e syrit për t'u përshtatur me shkallë të ndryshme të acarimit të mbaresave të nervit fotosensiv në retinë, d.m.th. në shkallë të ndryshme të shkëlqimit të objekteve të vëzhguara quhet përshtatje.

Konvergjenca e boshteve pamore të syve në një pikë të caktuar quhet konvergjencë. Kur objektet ndodhen në një distancë të konsiderueshme nga një person, atëherë kur lëvizin sytë nga një objekt në tjetrin, boshtet e syve praktikisht nuk ndryshojnë dhe personi humbet aftësinë për të përcaktuar saktë pozicionin e objektit. Kur objektet janë shumë larg, boshtet e syve janë paralel dhe një person nuk mund as të përcaktojë nëse objekti që shikon është duke lëvizur apo jo. Një rol të caktuar në përcaktimin e pozicionit të trupave luan edhe forca e muskulit unazor, i cili ngjesh thjerrëzën kur shikon objekte të vendosura afër një personi. [2]

Kapitulli 5. Sistemet optike që armatosin syrin.

Edhe pse syri nuk është një lente e hollë, ju mund të gjeni një pikë në të, përmes së cilës rrezet kalojnë praktikisht pa thyerje, d.m.th. një pikë që luan rolin e një qendre optike. Qendra optike e syrit ndodhet brenda thjerrëzës afër sipërfaqes së saj të pasme. Distanca h nga qendra optike në retinë, e quajtur thellësia e syrit, është 15 mm për një sy normal.

Duke ditur pozicionin e qendrës optike, lehtë mund të ndërtoni një imazh të një objekti në retinën e syrit. Imazhi është gjithmonë real, i reduktuar dhe i kundërt (Fig. 11, a). Këndi φ në të cilin objekti S 1 S 2 është i dukshëm nga qendra optike O quhet kënd vizual.

Retina ka strukturë komplekse dhe përbëhet nga elemente individuale fotosensitive. Prandaj, dy pika të një objekti të vendosura aq afër njëra-tjetrës sa imazhi i tyre në retinë bie në të njëjtin element perceptohen nga syri si një pikë. Këndi minimal vizual në të cilin dy pika të ndritshme ose dy pika të zeza në një sfond të bardhë ende perceptohen veçmas nga syri është afërsisht një minutë. Syri i njeh dobët detajet e një objekti që e sheh në një kënd më të vogël se 1". Ky është këndi në të cilin shihet një segment, gjatësia e të cilit është 1 cm në një distancë prej 34 cm nga syri. ndriçim i dobët (në muzg), këndi minimal i rezolucionit rritet dhe mund të arrijë 1º .

Duke e afruar një objekt me syrin, ne rrisim këndin e shikimit dhe, për rrjedhojë, marrim

aftësia për të dalluar më mirë detajet e vogla. Megjithatë, ne nuk mund ta afrojmë atë shumë pranë syrit, pasi aftësia e syrit për t'u përshtatur është e kufizuar. Për një sy normal, distanca më e favorshme për shikimin e një objekti është rreth 25 cm, në të cilën syri mund të dallojë detajet mjaft mirë pa lodhje të tepërt. Kjo distancë quhet distanca e shikimit më të mirë. për një sy miop kjo distancë është disi më e vogël. prandaj personat miop, duke e vendosur objektin në fjalë më afër syrit se sa personat me shikim normal apo largpamësit, e shohin atë nga një kënd më i madh shikimi dhe mund të dallojnë më mirë detajet e vogla.

Një rritje e konsiderueshme në këndin e shikimit arrihet duke përdorur instrumente optike. Sipas qëllimit të tyre, instrumentet optike që armatosin syrin mund të ndahen në grupet e mëposhtme të mëdha.

1. Pajisjet e përdorura për shikimin shumë sende të vogla(lupë, mikroskop). Këto pajisje duket se "zmadhojnë" objektet në fjalë.

2. Instrumente të projektuara për shikimin e objekteve të largëta (skopi i pikave, dylbi, teleskopi etj.). këto pajisje duket se i “afrojnë” objektet në fjalë.

Duke rritur këndin e shikimit kur përdorni një pajisje optike, madhësia e imazhit të një objekti në retinë rritet në krahasim me imazhin me sy të lirë dhe, për rrjedhojë, rritet aftësia për të njohur detajet. Raporti i gjatësisë b në retinë në rastin e syrit të armatosur b" me gjatësinë e imazhit për syrin e lirë b (Fig. 11, b) quhet zmadhimi i pajisjes optike.

Duke përdorur fig. 11b është e lehtë të shihet se rritja në N është gjithashtu e barabartë me raportin e këndit vizual φ" kur shikoni një objekt përmes një instrumenti me këndin vizual φ për syrin e lirë, sepse φ" dhe φ janë të vogla. [2,3] Pra,

N = b" / b = φ" / φ,

ku N është zmadhimi i objektit;

b" është gjatësia e imazhit në retinë për syrin e armatosur;

b është gjatësia e imazhit në retinë për syrin e lirë;

φ" - këndi i shikimit gjatë shikimit të një objekti përmes një instrumenti optik;

φ – këndi i shikimit kur shikoni një objekt me sy të lirë.

Një nga instrumentet më të thjeshta optike është një xham zmadhues - një lente konvergjente e krijuar për të parë imazhe të zmadhuara të objekteve të vogla. Lentja afrohet me vetë syrin dhe objekti vendoset midis thjerrëzës dhe fokusit kryesor. Syri do të shohë një imazh virtual dhe të zmadhuar të objektit. Është më e përshtatshme për të ekzaminuar një objekt përmes një xham zmadhues me një sy plotësisht të relaksuar, të rregulluar në pafundësi. Për ta bërë këtë, objekti vendoset në rrafshin kryesor fokal të thjerrëzës në mënyrë që rrezet që dalin nga çdo pikë e objektit të formojnë rreze paralele pas thjerrëzës. Në Fig. Figura 12 tregon dy trarë të tillë që vijnë nga skajet e objektit. Duke hyrë në syrin e akomoduar në pafundësi, trarët rrezet paralele fokusohuni në retinë dhe jepni një imazh të qartë të objektit këtu.

ku 2γ është këndi vizual kur vëzhgohet nga një xham zmadhues;

2β - këndi vizual, kur vërehet me sy të lirë;

F – distanca nga objekti në xham zmadhues;

Z është gjysma e gjatësisë së objektit në fjalë.

Duke marrë parasysh se detajet e vogla zakonisht shqyrtohen përmes një xham zmadhues dhe për këtë arsye këndet γ dhe β janë të vogla, tangjentet mund të zëvendësohen me kënde. Kjo jep shprehjen e mëposhtme për zmadhimin e xhamit zmadhues = = .

Prandaj, zmadhimi i një xham zmadhues është proporcional me 1/F, domethënë fuqinë e tij optike.

Një pajisje që ju lejon të merrni zmadhim të lartë kur shikoni objekte të vogla quhet mikroskop.

Mikroskopi më i thjeshtë përbëhet nga dy lente grumbulluese. Një lente me fokus shumë të shkurtër L 1 jep një imazh real shumë të zmadhuar të objektit P"Q" (Fig. 13), i cili shihet nga okulari si një xham zmadhues.

ku P"Q" është një imazh real i zmadhuar i një objekti;

PQ - madhësia e objektit;

Duke shumëzuar këto shprehje, marrim = n 1 n 2,

ku PQ është madhësia e objektit;

P""Q"" - imazhi virtual i zmadhuar i një objekti;

n 1 - zmadhimi linear i lenteve;

n 2 – zmadhimi linear i okularit.

Kjo tregon se zmadhimi i mikroskopit është i barabartë me produktin e zmadhimeve të dhëna nga objektivi dhe okulari veçmas. Prandaj është e mundur të ndërtohen instrumente që japin zmadhime shumë të larta - deri në 1000 dhe madje edhe më shumë. Në mikroskopët e mirë, thjerrëzat dhe okulari janë komplekse.

Okuli zakonisht përbëhet nga dy lente, por thjerrëza është shumë më komplekse. Dëshira për të marrë zmadhime të mëdha detyron përdorimin e lenteve me fokus të shkurtër me shumë të mëdha fuqia optike. Objekti në fjalë vendoset shumë afër thjerrëzës dhe prodhon një rreze të gjerë rrezesh që mbush të gjithë sipërfaqen e thjerrëzës së parë. Kjo krijon kushte shumë të pafavorshme për marrjen e një imazhi të mprehtë: lente të trasha dhe rreze jashtë qendrës. Prandaj, për të korrigjuar të gjitha llojet e mangësive, duhet të drejtoheni në kombinime të shumë lenteve të llojeve të ndryshme të qelqit.

Në mikroskopët modernë, kufiri teorik pothuajse është arritur. Ju mund të shihni objekte shumë të vogla përmes një mikroskopi, por imazhet e tyre shfaqen në formën e pikave të vogla që nuk kanë ngjashmëri me objektin.

Gjatë ekzaminimit të grimcave të tilla të vogla, ata përdorin të ashtuquajturin ultramikroskop, i cili është një mikroskop i rregullt me ​​një kondensator që bën të mundur ndriçimin intensiv të objektit në fjalë nga ana, pingul me boshtin e mikroskopit.

Duke përdorur një ultramikroskop, është e mundur të zbulohen grimcat, madhësia e të cilave nuk i kalon milimikronët.

Shtrirja më e thjeshtë e diktimit përbëhet nga dy lente konverguese. Një lente përballë objektit që shikohet quhet thjerrëza objektive dhe tjetra që përballet me syrin e vëzhguesit quhet okular.

Efekti i një tubi, si një xham zmadhues, është të rrisë këndin e shikimit. Duke përdorur një tub, objektet zakonisht ekzaminohen në distanca shumë herë më të mëdha se gjatësia e tij. Prandaj, këndi i shikimit në të cilin një objekt është i dukshëm pa një tub mund të merret si këndi 2β i formuar nga rrezet që vijnë nga skajet e objektit përmes qendrës optike të thjerrëzës.

Imazhi është i dukshëm në një kënd prej 2γ dhe shtrihet pothuajse në fokusin F të thjerrëzës dhe në fokusin F 1 të okularit.

Duke marrë parasysh dy trekëndësh kënddrejtë me anën e përbashkët Z" mund të shkruajmë:

F - fokusi i lenteve;

F 1 - fokusi i okularit;

Z" është gjysma e gjatësisë së objektit në fjalë.

Këndet β dhe γ nuk janë të mëdhenj, kështu që është e mundur të zëvendësohen tanβ dhe tanγ me përafrim të mjaftueshëm nga këndet dhe më pas zmadhimi i tubit = ,

ku 2γ është këndi në të cilin imazhi i objektit është i dukshëm;

2β - këndi i shikimit në të cilin një objekt është i dukshëm me sy të lirë;

F - fokusi i lenteve;

F 1 - fokusi i okularit.

Zmadhimi këndor i tubit përcaktohet nga raporti i gjatësisë fokale të thjerrëzës me gjatësia fokale okular Për të marrë zmadhim të lartë, duhet të merrni një lente me fokus të gjatë dhe një okular me fokus të shkurtër. [1]

Një aparat projeksioni përdoret për t'u shfaqur shikuesve imazhe të zmadhuara të vizatimeve, fotografive ose vizatimeve në ekran. Një vizatim në xhami ose në një film transparent quhet një rrëshqitje, dhe vetë pajisja, e krijuar për të shfaqur vizatime të tilla, është një diaskop. Nëse pajisja është krijuar për të shfaqur piktura dhe vizatime të errëta, atëherë quhet episkop. Një pajisje e krijuar për të dyja rastet quhet epidiaskop.

Një lente që krijon një imazh të një objekti përpara saj quhet lente. Në mënyrë tipike, një lente është një sistem optik që ka eliminuar të metat më të rëndësishme të natyrshme në thjerrëzat individuale. Në mënyrë që imazhi i një objekti të jetë qartë i dukshëm për shikuesit, vetë objekti duhet të ndriçohet me shkëlqim.

Diagrami i projektimit të aparatit të projektimit është paraqitur në Fig. 16.

Burimi i dritës S vendoset në qendër pasqyrë konkave(reflektori) R. drita që vjen drejtpërdrejt nga burimi S dhe reflektohet nga reflektori R, bie mbi kondensatorin K, i cili përbëhet nga dy thjerrëza plano-konvekse. Kondensuesi i mbledh këto rrezet e dritës në

Në tubin A, i quajtur kolimator, ka një çarje të ngushtë, gjerësia e së cilës mund të rregullohet duke rrotulluar një vidë. Para të çarës vendoset një burim drite, spektri i të cilit duhet të ekzaminohet. Çarja ndodhet në rrafshin fokal të kolimatorit, dhe për këtë arsye rrezet e dritës dalin nga kolimatori në formën e një rrezeje paralele. Pas kalimit nëpër prizëm, rrezet e dritës drejtohen në tubin B, përmes të cilit vëzhgohet spektri. Nëse një spektroskop është menduar për matje, atëherë një imazh i një shkalle me ndarje mbivendoset në imazhin e spektrit duke përdorur një pajisje të veçantë, e cila ju lejon të përcaktoni me saktësi pozicionin e linjave të ngjyrave në spektër.

Kur ekzaminoni një spektër, shpesh është më mirë ta fotografoni dhe më pas ta studioni duke përdorur një mikroskop.

Një pajisje për fotografimin e spektrit quhet spektrograf.

Diagrami spektrograf është paraqitur në Fig. 18.

Spektri i rrezatimit fokusohet duke përdorur thjerrëzën L 2 në xhamin e ngrirë AB, i cili zëvendësohet me një pllakë fotografike kur fotografohet. [2]

Një pajisje matëse optike është një instrument matës në të cilin vështrimi (radhitja e kufijve të një objekti të kontrolluar me një vijë flokësh, kryqëzim, etj.) ose përcaktimi i madhësisë kryhet duke përdorur një pajisje me një parim funksionimi optik. Ekzistojnë tre grupe të instrumenteve matëse optike: instrumentet me parimin optik të shikimit dhe mekanikisht raporti i lëvizjes; pajisje me optikisht raporti i shikimit dhe lëvizjes; pajisje që kanë kontakt mekanik me pajisjen matëse, me metodë optike për përcaktimin e lëvizjes së pikave të kontaktit.

Pajisjet e para që u përhapën ishin projektorët për matjen dhe monitorimin e pjesëve me konture komplekse dhe madhësi të vogla.

Pajisja e dytë më e zakonshme është një mikroskop matës universal, në të cilin pjesa që matet lëviz në një karrocë gjatësore dhe mikroskopi i kokës lëviz në një karrocë tërthore.

Pajisjet e grupit të tretë përdoren për krahasimin e matur sasive lineare me matje ose peshore. Ato zakonisht kombinohen nën emrin e përgjithshëm krahasues. Ky grup i pajisjeve përfshin një optimetër (optikator, makinë matëse, interferometër kontakti, gjetësi optik i diapazonit, etj.).

Instrumentet matëse optike janë të përhapura edhe në gjeodezi (niveli, teodoliti etj.).

Teodoliti është instrument gjeodezik për përcaktimin e drejtimeve dhe matjen e këndeve horizontale dhe vertikale gjatë punës gjeodezike, topografike dhe gjeodezike, në ndërtim etj.

Niveli - instrument gjeodezik për matjen e lartësive të pikave sipërfaqen e tokës- nivelim, si dhe për vendosjen e drejtimeve horizontale gjatë instalimit, etj. punon.

Një sekstant përdoret gjerësisht në lundrim - një instrument goniometrik reflektues i pasqyrës për matjen e lartësive. trupat qiellorë mbi horizont ose kënde ndërmjet objekteve të dukshme për të përcaktuar koordinatat e vendit të vëzhguesit. Tipari më i rëndësishëm i sekstantit është aftësia për të kombinuar njëkohësisht dy objekte në fushën e shikimit të vëzhguesit, midis të cilave matet këndi, gjë që lejon që sekstanti të përdoret në një aeroplan ose në një anije pa një rënie të dukshme të saktësisë. edhe gjatë pitching.

Një drejtim premtues në zhvillimin e llojeve të reja të instrumenteve matëse optike është pajisja e tyre me pajisje elektronike të leximit që bëjnë të mundur thjeshtimin e leximit dhe shikimit, etj. [5]

Kapitulli 6. Zbatimi i sistemeve optike në shkencë dhe teknologji.

Aplikimi dhe roli i sistemeve optike në shkencë dhe teknologji është shumë i madh. Pa studimin e fenomeneve optike dhe zhvillimin e instrumenteve optike, njerëzimi nuk do të ishte i tillë nivel të lartë zhvillimin e teknologjisë.

Pothuajse të gjitha instrumentet optike moderne janë të dizajnuara për vëzhgim të drejtpërdrejtë vizual të fenomeneve optike.

Ligjet e ndërtimit të imazhit shërbejnë si bazë për ndërtimin e instrumenteve të ndryshme optike. Pjesa kryesore e çdo pajisjeje optike është një lloj sistemi optik. Ne disa instrumente optike imazhi merret në ekran; në rastin e fundit, pajisja dhe syri përfaqësojnë një sistem të vetëm optik, dhe imazhi merret në retinën e syrit.

Duke studiuar disa Vetitë kimike substancave, shkencëtarët kanë shpikur një mënyrë për të bashkangjitur imazhe sipërfaqet e forta, dhe për të projektuar imazhe në këtë sipërfaqe, filluan të përdoren sisteme optike të përbëra nga lente. Kështu, bota mori kamera fotografike dhe filmike, dhe me zhvillimin e mëvonshëm të elektronikës, u shfaqën kamerat video dhe dixhitale.

Për të studiuar objekte të vogla që janë pothuajse të padukshme për syrin, përdoret një xham zmadhues dhe nëse zmadhimi i tij nuk mjafton, atëherë përdoren mikroskopët. Mikroskopët optikë modernë ju lejojnë të zmadhoni imazhet deri në 1000 herë, dhe mikroskop elektronik dhjetëra mijëra herë. Kjo bën të mundur studimin e objekteve në nivel molekular.

Hulumtimi modern astronomik nuk do të ishte i mundur pa "borinë e Galileos" dhe "borinë e Keplerit". Boria e Galileos, e përdorur shpesh në dylbi të zakonshme të teatrit, jep imazh i drejtpërdrejtë objekt, tub Kepleri - i përmbysur. Si rezultat, nëse tubi Kepler do të përdoret për vëzhgime tokësore, atëherë ai është i pajisur me një sistem mbështjellës (një lente shtesë ose një sistem prizmash), si rezultat i të cilit imazhi bëhet i drejtpërdrejtë. Një shembull i një pajisjeje të tillë janë dylbi prizëm.

Avantazhi i tubit Kepler është se ai ka një imazh shtesë të ndërmjetëm në rrafshin e të cilit mund të vendosni shkallë matëse, pjatë fotografike për të bërë fotografi etj. Si rezultat, në astronomi dhe në të gjitha rastet që lidhen me matjet, përdoret tubi Kepler.

Së bashku me teleskopët e ndërtuar sipas llojit teleskopi- teleskopët pasqyrë (reflektues), ose reflektorët, janë shumë të rëndësishëm në astronomi.

Aftësitë e vëzhgimit që ofron çdo teleskop përcaktohen nga diametri i hapjes së tij. Prandaj, që në kohët e lashta, mendimi shkencor dhe teknik ka pasur për qëllim gjetjen

metodat për të bërë pasqyra dhe lente të mëdha.

Me ndërtimin e çdo teleskopi të ri, rrezja e Universit që vëzhgojmë zgjerohet.

Perceptimi vizual i hapësirës së jashtme është një veprim kompleks, në të cilin rrethana thelbësore është se në kushte normale ne përdorim dy sy. Falë lëvizshmërisë së madhe të syve, ne rregullojmë shpejt një pikë të një objekti pas tjetrës; në të njëjtën kohë, ne mund të vlerësojmë distancën me objektet në fjalë, si dhe t'i krahasojmë këto distanca me njëra-tjetrën. Ky vlerësim jep një ide për thellësinë e hapësirës, ​​shpërndarjen vëllimore të detajeve të një objekti dhe bën të mundur vizionin stereoskopik.

Imazhet stereoskopike 1 dhe 2 shikohen duke përdorur thjerrëzat L 1 dhe L 2, secila të vendosur para njërit sy. Fotografitë janë të vendosura në rrafshet fokale të lenteve, dhe për këtë arsye imazhet e tyre qëndrojnë në pafundësi. Të dy sytë janë të akomoduar në pafundësi. Imazhet e të dy fotografive perceptohen si një objekt reliev i shtrirë në rrafshin S.

Stereoskopi aktualisht përdoret gjerësisht për të studiuar imazhet e terrenit. Me fotografimin e zonës nga dy pika fitohen dy fotografi, duke parë të cilat përmes një stereoskopi shihet qartë terreni. Mprehtësia më e madhe e shikimit stereoskopik bën të mundur përdorimin e një stereoskopi për të zbuluar dokumente të falsifikuara, para, etj.

Në instrumentet optike ushtarake të destinuara për vëzhgim (dylbi, stereo), distancat midis qendrave të lenteve janë gjithmonë shumë më të mëdha se distanca midis syve dhe objektet e largëta duken shumë më të dukshme sesa kur vëzhgohen pa pajisje.

Studimi i vetive të dritës që udhëton në trupa me një indeks të lartë thyerjeje çoi në zbulimin e reflektimit total të brendshëm. Kjo veti përdoret gjerësisht në prodhimin dhe përdorimin e fibrave optike. Fibra optike lejon që çdo rrezatim optik të transmetohet pa humbje. Përdorimi i fibrës optike në sistemet e komunikimit ka bërë të mundur marrjen e kanaleve me shpejtësi të lartë për marrjen dhe dërgimin e informacionit.

Kompletuar reflektimi i brendshëm lejon përdorimin e prizmave në vend të pasqyrave. Dylbi dhe periskopi prizmatik janë ndërtuar mbi këtë parim.

Përdorimi i lazerëve dhe i sistemeve të fokusimit bën të mundur fokusimin e rrezatimit lazer në një pikë, i cili përdoret në prerjen e substancave të ndryshme, në pajisjet për leximin dhe shkrimin e CD-ve dhe në matësat lazer.

Sistemet optike përdoren gjerësisht në gjeodezi për matjen e këndeve dhe lartësive (nivele, teodolite, sekstante, etj.).

Përdorimi i prizmave për zbërthim drite e bardhe mbi spektrat çoi në krijimin e spektrografëve dhe spektroskopëve. Ato bëjnë të mundur vëzhgimin e spektrave të përthithjes dhe të emetimit të lëndëve të ngurta dhe gazeve. Analiza spektrale ju lejon të zbuloni përbërjen kimike të një substance.

Përdorimi i sistemeve më të thjeshta optike - lente të holla, lejoi shumë njerëz me defekte sistemi vizual shikimi normal (syze, thjerrëza, etj.).

Falë sistemeve optike, shumë zbulimet shkencore dhe realizues.

Sistemet optike përdoren në të gjitha fushat e veprimtarisë shkencore, nga biologjia në fizikë. Prandaj, mund të themi se fusha e zbatimit të sistemeve optike në shkencë dhe teknologji është e pakufishme. [4.6]

konkluzioni.

Rëndësia praktike e optikës dhe ndikimi i saj në degët e tjera të dijes janë jashtëzakonisht të mëdha. Shpikja e teleskopit dhe spektroskopit i hapi njeriut një botë më të mahnitshme dhe të pasur fenomenesh që ndodhin në Universin e gjerë. Shpikja e mikroskopit revolucionarizoi biologjinë. Fotografia ka ndihmuar dhe vazhdon të ndihmojë pothuajse të gjitha degët e shkencës. Nje nga elementet thelbësore pajisje shkencore është një lente. Pa të nuk do të kishte mikroskop, teleskop, spektroskop, kamera, kinema, televizion, etj. nuk do të kishte syze dhe shumë njerëz mbi 50 vjeç nuk do të ishin në gjendje të lexonin dhe të bënin shumë punë që kërkojnë shikim.

Gama e fenomeneve të studiuara nga optika fizike është shumë e gjerë. Dukuritë optike janë të lidhura ngushtë me fenomenet e studiuara në degë të tjera të fizikës, dhe metodat optike hulumtimi është ndër më delikatet dhe më të saktat. Prandaj, nuk është për t'u habitur që optika për një kohë të gjatë luajti një rol udhëheqës në shumë studime themelore dhe zhvillimin e pamjeve themelore fizike. Mjafton të thuhet se të dyja kryesore teoritë fizike shekullit të kaluar - teoria e relativitetit dhe teoria kuantike - u krijuan dhe u zhvilluan kryesisht në bazë të kërkimeve optike. Shpikja e lazerit hapi mundësi të reja të mëdha jo vetëm në optikë, por edhe në aplikimet e tij në industri të ndryshme Shkencë dhe Teknologji.

Bibliografi.

1. Artsybyshev S.A. Fizikë - M.: Medgiz, 1950. - 511 f.

2. Zhdanov L.S. Zhdanov G.L. Fizikë për institucionet arsimore të mesme - M.: Nauka, 1981. - 560 f.

3. Landsberg G.S. Optika - M.: Nauka, 1976. - 928 f.

4. Landsberg G.S. Libër mësimi i fizikës fillore. - M.: Nauka, 1986. - T.3. - Vitet 656.

5. Prokhorov A.M. Enciklopedia e Madhe Sovjetike. - M.: Enciklopedia Sovjetike, 1974. - T.18. - 632s.

6. Sivukhin D.V. Kursi i përgjithshëm fizikë: Optika - M.: Nauka, 1980. - 751 f.

Ndërhyrja e dritës– dukuria e rishpërndarjes së fluksit të dritës në hapësirë ​​kur mbivendosen dy (ose disa) valë drite koherente, si rezultat i të cilave në disa vende shfaqen maksimumet dhe në të tjera intensiteti minimal.

Koherente quhen valë, ndryshimi fazor i të cilave nuk ndryshon as në hapësirë ​​dhe as në kohë. Kushti për intensitetin maksimal për diferencën e fazës; kusht minimal

Për të marrë valë koherente të dritës, përdoren metoda për të ndarë një valë të emetuar nga një burim në dy ose më shumë pjesë, të cilat pasi kalojnë nëpër të ndryshme shtigjet optike mbivendosen njëra-tjetrën.

Le të ndodhë ndarja në dy valë koherente në një pikë të caktuar O. Deri në pikën M, në të cilën vërehet modeli i ndërhyrjes, ka një valë në një mjedis me një indeks thyes n 1 kaloi rrugën S 1, e dyta - në një medium me një indeks thyes n 2 – rruga S2. Diferenca fazore e lëkundjeve të ngacmuara nga valët në pikën M është e barabartë me

Prodhimi i gjatësisë gjeometrike S të shtegut të një valë drite në një mjedis të caktuar dhe indeksi n Përthyerja e këtij mediumi quhet gjatësia e rrugës optike L, A  = (L 2 – L 1 ) – diferenca në gjatësitë optike të shtigjeve që përshkojnë valët – quhet diferencë e rrugës optike. Le të marrim parasysh se /c=2v/c=2/ 0, ku  0 është gjatësia e valës në vakum.

Gjendja maksimale e ndërhyrjes: diferenca e rrugës optike është e barabartë me një numër të plotë valësh dhe lëkundjet e ngacmuara në pikën M nga të dyja valët do të ndodhin në të njëjtën fazë  = ± m , ku ( m = 0, 1, 2,...).

Kushti minimal i ndërhyrjes: diferenca e rrugës optike është e barabartë me një numër gjysmë të plotë valësh dhe lëkundjet e ngacmuara në pikën M nga valët do të ndodhin në antifazë, ku ( m = 0, 1, 2,...).

Pozicioni i maksimumit të ndriçimit kur vëzhgoni ndërhyrje nga çarjet e reja X maksimumi = ±t (l/ d)  , Ku m- renditja maksimale, d- distanca midis sloteve, l – distanca nga ekrani; minimale x min = ± (m+1/2)(l/ d)  .

Distanca midis dy minimumeve ngjitur, e quajtur gjerësia e skajit të ndërhyrjes, është e barabartë me  x = (l/ d)  .

Ndërhyrjenë të hollëfilmat:

ndryshimi i rrugës optike

Ku n – tregues relativ thyerja e filmit, φ – këndi i rënies së dritës. Termi ±/2 është për shkak të humbjes së një gjysmëvale kur drita reflektohet nga ndërfaqja. Nëse n> n 0 (n 0 është indeksi i thyerjes së mediumit në të cilin ndodhet filmi), atëherë humbja e një gjysmëvale do të ndodhë me reflektimin nga sipërfaqja e sipërme e filmit, dhe termi i mësipërm do të ketë një shenjë minus, nëse n< n 0 , atëherë humbja e një gjysmëvale do të ndodhë në sipërfaqen e poshtme të filmit dhe /2 do të ketë një shenjë plus.

Rrezet e unazave të errëta në unazat e Njutonit të reflektuar dhe të lehta në dritën e transmetuar, ku m = 1, 2,.. – numri i unazës, R– rrezja e lakimit të thjerrëzës.

Difraksioni i valës: përkulja e një valë drite rreth kufijve trupat opake me formimin e interferencës rishpërndarjen e energjisë në drejtime të ndryshme.

Parimi Huygens-Fresnel: çdo pikë e frontit të valës është një burim valësh që përhapen me një shpejtësi karakteristike të një mjedisi të caktuar. Zarfi i këtyre valëve jep pozicionin e frontit të valës në momentin tjetër në kohë. Të gjitha pikat në frontin e valës lëkunden në të njëjtën frekuencë dhe në të njëjtën fazë dhe, për rrjedhojë, përfaqësojnë një koleksion burimesh koherente. Marrja parasysh e amplitudave dhe fazave të valëve dytësore na lejon të gjejmë amplituda e valës që rezulton në çdo pikë të hapësirës.

Difraksioni i Fresnelit(nga balli i valës sferike).

Rrezet e zonës së Fresnelit: , ku A– distanca nga burimi në ekran, b– distanca nga ekrani me vrimën në ekranin e vëzhgimit të difraksionit, m = 1,2,3...

Nëse një numër çift i zonave Fresnel kalon përmes vrimës, atëherë një pikë e errët vërehet në qendër të modelit të difraksionit nëse një numër tek, atëherë një pikë e lehtë.

Difraksioni i Fraunhoferit(nga një ballë me valë të sheshtë).

Kushti për vëzhgimin e minimumit të difraksionit nga një çarje ( T = 1, 2, 3…).

Grilë difraksioni– një sistem i inhomogjeniteteve që përsëriten periodikisht.

Periudha e grilësd – distanca ndërmjet akseve të dy të çarave ngjitur.

Kushti për maksimumet kryesore të difraksionit nga grila e difraksionit, ( T= 1, 2, 3…).

Shpërndarja këndore e grilës është e barabartë me

Rezolucioni i grilës së difraksionit përcakton intervalin δλ në të cilin dy gjatësi vale të ndara ngushtë të spektrit λ 1 dhe λ 2 perceptohen si vija të veçanta: , ku N– numri i përgjithshëm i çarjeve të grilave në të cilat bie drita gjatë difraksionit.

Drita e polarizuar është drita në të cilën drejtimet e lëkundjeve të vektorit të dritës janë të renditura disi. Një rrafsh që kalon nëpër drejtimin e lëkundjes së vektorit të dritës E vala e polarizuar në plan dhe drejtimi i përhapjes së kësaj vale quhet rrafshi i lëkundjes dhe rrafshi i lëkundjes së vektorit N quhet rrafshi i polarizimit. Drita e polarizuar në plan është rasti kufizues i dritës së polarizuar në mënyrë eliptike - drita për të cilën vektori E (vektor N ) ndryshon me kalimin e kohës, kështu që fundi i saj përshkruan një elipsë të shtrirë në një rrafsh pingul me rreze. Nëse elipsi i polarizimit degjeneron në një vijë të drejtë (me një ndryshim fazor , e barabartë me zero ose ), atëherë kemi të bëjmë me dritën e polarizuar në rrafsh të konsideruar më sipër nëse në një rreth (me =±/2 dhe amplituda të barabarta të valëve të shtuara), atëherë kemi të bëjmë me dritë të polarizuar rrethore;

Shkalla e polarizimit është sasia ku I max dhe I min - intensiteti maksimal dhe minimal i dritës që korrespondon me dy komponentë pingulë reciprokisht të vektorit E. Për dritë natyrale I max = I min dhe R= 0, për planin e polarizuar I min = 0 dhe R = 1.

LigjiMalus: I = I 0 cos 2 , ku I 0 – intensiteti i rënies së dritës së polarizuar në analizues; α është këndi ndërmjet planeve të transmetimit të polarizuesit dhe analizuesit, I– intensiteti i dritës së polarizuar që del nga analizuesi.

Kur drita bie në sipërfaqen e një dielektriku në një kënd që plotëson lidhjen tgi B = n 21, ku n 21 është indeksi i thyerjes së mediumit të dytë në raport me të parën, rrezja e reflektuar është e polarizuar në plan (përmban vetëm lëkundje pingule në rrafshin e incidencës). Rrezja e përthyer në këndin e rënies i B (këndi i Brewsterit) është polarizuar në maksimum, por jo plotësisht.

Ligji i Brewster-it: i B + β = π/2, ku β është këndi i thyerjes.

). Në këto, si dhe në fusha ndërdisiplinore, përdoren gjerësisht arritjet e optikës së aplikuar.

Natyra e dritës

Optika doli të ishte një nga degët e para të fizikës ku u zbuluan kufizimet e ideve klasike për natyrën. Natyra e dyfishtë e dritës u vërtetua:

• Teoria e valës së dritës, me origjinë nga Huygens (" Traktat mbi Dritën"; 1690), e konsideron dritën si një grup valësh elektromagnetike monokromatike tërthore, dhe efektet optike të vëzhguara si rezultat i shtimit (ndërhyrjes) të këtyre valëve. Besohet se në mungesë të një kalimi të energjisë së rrezatimit në lloje të tjera të energjisë, këto valë nuk ndikojnë njëra-tjetrën në kuptimin që, pasi kanë shkaktuar fenomene ndërhyrjeje në një zonë të caktuar të hapësirës, ​​vala vazhdon të përhapet më tej pa ndryshuar. karakteristikat e tij. Teoria e valës elektro rrezatimi magnetik gjeti përshkrimin e tij teorik në veprat e Maksuellit në formën e ekuacioneve të Maksuellit. Përdorimi i idesë së dritës si valë bën të mundur shpjegimin e fenomeneve që lidhen me ndërhyrjen dhe difraksionin, duke përfshirë strukturën e fushës së dritës (imazhimi dhe holografia).
• Teoria korpuskulare e dritës, me origjinë nga Njutoni (“((lang-en| Optika"; 1704), e konsideron dritën si një rrymë grimcash - kuante të dritës ose fotone. Në përputhje me idenë e Planck, çdo rrezatim ndodh në mënyrë diskrete, dhe pjesa minimale e energjisë (energjia e fotonit) ka vlerën ε = h ν (\displaystyle \varepsilon =h\nu), ku frekuenca ν (\displaystyle \nu) korrespondon me frekuencën e dritës së emetuar, dhe h (\displaystyle h)- Konstantja e Plankut. Përdorimi i ideve për dritën si një rrjedhë grimcash shpjegon fenomenin e efektit fotoelektrik dhe ligjet e teorisë së rrezatimit.

Karakteristikat e dritës

Gjatësia e valës së dritës λ (\displaystyle \lambda) varet nga shpejtësia e përhapjes së valës në mjedis v (\displaystyle v) dhe lidhet me të dhe frekuencën ν (\displaystyle \nu) raport:

Ku n (\displaystyle n)- indeksi i thyerjes së mediumit. Në përgjithësi, indeksi i thyerjes së një mediumi është një funksion i gjatësisë së valës: n = n (λ) (\displaystyle n=n(\lambda)). Varësia e indeksit të thyerjes nga gjatësia valore manifestohet në formën e fenomenit të shpërndarjes së dritës.

Karakteristikat e dritës janë:

Shpejtësia e dritës

Një koncept universal në fizikë është shpejtësia e dritës c (\displaystyle c). Vlera e tij në vakum përfaqëson jo vetëm shpejtësinë maksimale të përhapjes dridhjet elektromagnetike të çdo frekuence, por edhe në përgjithësi shpejtësinë maksimale të përhapjes së informacionit apo çdo ndikimi në objekte materiale. Kur drita përhapet nëpër mjedise të ndryshme shpejtësia fazore e dritës v (\displaystyle v) zakonisht zvogëlohet: v = c / n (\displaystyle v=c/n), Ku n (\displaystyle n)është indeksi i thyerjes së një mediumi, që karakterizon vetitë e tij optike dhe në varësi të frekuencës së dritës: n = n (ν) (\displaystyle n=n(\nu)). Në rajonin e shpërndarjes anormale të dritës, indeksi i thyerjes mund të jetë më i vogël se uniteti, dhe shpejtësia e fazës më shumë dritë c (\displaystyle c). Deklarata e fundit nuk bie ndesh me teorinë e relativitetit, pasi transmetimi i informacionit duke përdorur dritën nuk ndodh me shpejtësinë e fazës, por, si rregull, me shpejtësinë e grupit.

Optika e diapazoneve të tjera

Seksionet e optikës

Optika gjeometrike

Optika gjeometrike (optika me rreze) nuk trajton çështjen e natyrës së dritës, por bazohet vetëm në ligjet empirike të përhapjes së saj. Koncepti qendror optika gjeometrike, me ndihmën e së cilës përshkruhet përhapja e dritës, është një rreze drite, e cila është një vijë përgjatë së cilës transferohet energjia e dritës. Në një homogjene mjedisi optik rrezet e dritës janë vija të drejta.

Optika gjeometrike ka bërë të mundur shpjegimin me sukses të shumë fenomeneve të vërejtura gjatë kalimit të dritës në media të ndryshme. Fenomene të tilla përfshijnë, për shembull, përkuljen e rrezeve në atmosferën e tokës, formimin e ylberëve dhe mirazheve. Optika gjeometrike ju lejon të studioni dhe përcaktoni modelet dhe rregullat për ndërtimin e imazheve. Metodat e tij përdoren gjerësisht në llogaritjet dhe projektimin e pajisjeve të ndryshme optike.

Në të njëjtën kohë, në përafrimin e optikës gjeometrike është e pamundur të shpjegohet origjina e shumë efekteve të rëndësishme optike, si difraksioni, interferenca dhe polarizimi i dritës.

Përafrim paraksial

Thjeshtimi tjetër në optikën gjeometrike është përafrimi paraksial, ose "përafrimi i këndit të vogël". Matematikisht, sjellja e rrezes bëhet lineare, duke lejuar që komponentët optikë të përfaqësohen me matrica të thjeshta. Përdorimi i metodave të optikës Gaussian bën të mundur gjetjen e vetive të rendit të parë të sistemeve optike.

Përhapja e rrezes Gaussian është një shtrirje e optikës paraksiale që përshkruan një model më të saktë të sjelljes së rrezeve. Duke përdorur përafrimin paraksial dhe fenomenin e difraksionit, ky grup metodash përshkruan zgjerimin e një rreze drite me distancën dhe madhësinë minimale të pikës së dritës në të cilën mund të përqendrohet rrezja e dritës. Kështu, ky model është i ndërmjetëm midis optikës gjeometrike dhe asaj fizike.

Histori

Veprat e Huygens "Teoria e valës së dritës", të cilat u shkruan nën ndikimin e veprave themelore të Njutonit, dhe më vonë u përfshinë në "Optikë", patën një ndikim të madh te bashkëkohësit e tij. Në të vërtetë, duke qenë ithtar i teorisë së ngjyrave të Hooke-t, pas punës së Njutonit, duke admiruar anën e tyre eksperimentale, por duke mos ndarë interpretimin e tij teorik, ai arriti në përfundimin se “dukuria e ngjyrosjes mbetet shumë misterioze për shkak të vështirësisë për të shpjeguar këtë shumëllojshmëri ngjyrash. duke përdorur çdo mekanizëm fizik”. Prandaj, ai e konsideroi më të përshtatshme që në traktatin e tij të mos e shqyrtonte fare çështjen e ngjyrave.

Në traktatin e tij të shkurtër, ai ishte i pari që mori në konsideratë përhapjen drejtvizore të dritës, në pjesën e dytë - reflektimin, në të tretën - thyerjen, në të katërtin - përthyerja atmosferike, në të pestën -

Shkencëtarët e lashtë që jetuan në shekullin e 5 para Krishtit sugjeruan se gjithçka në natyrë dhe në këtë botë është e kushtëzuar, dhe vetëm atomet dhe zbrazëtia mund të quhen realitet. Deri më sot, janë ruajtur dokumente të rëndësishme historike që konfirmojnë konceptin e strukturës së dritës si një rrjedhë e vazhdueshme e grimcave që kanë vetitë fizike. Sidoqoftë, vetë termi "optikë" do të shfaqet shumë më vonë. Farat e filozofëve të tillë si Demokriti dhe Euklidi, të mbjella duke kuptuar strukturën e të gjitha proceseve që ndodhin në tokë, kanë mbirë. Vetëm në fillim të shekullit të 19-të optika klasike ishte në gjendje ta fitonte atë tipare të karakterit, i njohur nga shkencëtarët modernë dhe u shfaq si një shkencë e plotë.

Përkufizimi 1

Optika është një degë e madhe e fizikës që studion dhe konsideron fenomene të lidhura drejtpërdrejt me përhapjen e valëve të fuqishme elektromagnetike në spektrin e dukshëm, si dhe vargjet afër tij.

Klasifikimi kryesor i këtij seksioni korrespondon me zhvillimin historik të doktrinës së strukturës specifike të dritës:

• gjeometrike – shekulli III p.e.s. (Euklidi);
• fizike – shekulli i 17-të (Huygens);
• kuantike – shekulli i 20-të (Planck).

Optika karakterizon plotësisht vetitë e përthyerjes së dritës dhe shpjegon fenomenet që lidhen drejtpërdrejt me këtë çështje. Metodat dhe parimet e sistemeve optike përdoren në shumë disiplina të aplikuara, duke përfshirë fizikën, inxhinierinë elektrike dhe mjekësinë (veçanërisht oftalmologjinë). Në këto fusha, si dhe në fusha ndërdisiplinore, janë jashtëzakonisht të njohura arritjet e optikës së aplikuar, të cilat, së bashku me mekanikën precize, krijojnë një bazë solide për industrinë optiko-mekanike.

Natyra e dritës

Optika konsiderohet si një nga degët e para dhe kryesore të fizikës, ku u prezantuan kufizimet e ideve antike për natyrën.

Si rezultat, shkencëtarët ishin në gjendje të krijonin dualitet dukuritë natyrore dhe drita:

• hipoteza korpuskulare e dritës, me origjinë nga Njutoni, e studion këtë proces si rrjedhje grimcat elementare-fotonet, ku absolutisht çdo rrezatim kryhet në mënyrë diskrete, dhe pjesa minimale e fuqisë së një energjie të caktuar ka një frekuencë dhe madhësi që korrespondon me intensitetin e dritës së emetuar;
• Teoria valore e dritës, me origjinë nga Huygens, nënkupton konceptin e dritës si një grup valësh elektromagnetike monokromatike paralele të vëzhguara në fenomenet optike dhe të përfaqësuara si rezultat i veprimeve të këtyre valëve.

Me veti të tilla të dritës, mungesa e kalimit të forcës dhe energjisë së rrezatimit në lloje të tjera të energjisë konsiderohet një proces krejtësisht normal, pasi valët elektromagnetike nuk ndërveprojnë me njëra-tjetrën në mjedisin hapësinor të fenomeneve të ndërhyrjes, sepse efektet e dritës vazhdojnë. të përhapen pa ndryshuar specifikën e tyre.

Hipotezat valore dhe korpuskulare të rrezatimit elektrik dhe magnetik kanë gjetur aplikimin e tyre në punimet shkencore Maxwell në formën e ekuacioneve.

Ky koncept i ri i dritës si një valë vazhdimisht në lëvizje bën të mundur shpjegimin e proceseve që lidhen me difraksionin dhe ndërhyrjen, duke përfshirë strukturën fushë e lehtë.

Karakteristikat e dritës

Gjatësia e valës së dritës $\lambda$ varet drejtpërdrejt nga shpejtësia e përgjithshme e përhapjes së këtij fenomeni në mjedisin hapësinor $v$ dhe lidhet me frekuencën $\nu$ nga relacioni i mëposhtëm:

$\lambda = \frac(v)(\nu)=\frac (c)(n\nu)$

ku $n$ është parametri thyes i mediumit. Në përgjithësi, ky tregues është një funksion bazë i gjatësisë së valës elektromagnetike: $n=n(\lambda)$.

Varësia e indeksit të thyerjes nga gjatësia valore manifestohet në formën e dukurisë së shpërndarjes sistematike të dritës. Një koncept universal dhe ende pak i studiuar në fizikë është shpejtësia e dritës $c$. Ajo kuptim të veçantë në zbrazëti absolute përfaqëson jo vetëm shpejtesi maksimale përhapjen e të fuqishme frekuencave elektromagnetike, si dhe intensitetin maksimal të shpërndarjes së informacionit apo ndikimeve të tjera fizike mbi objektet materiale. Ndërsa lëvizja e rrjedhës së dritës rritet në zona të ndryshme, shpejtësia fillestare e dritës $v$ shpesh zvogëlohet: $v = \frac (c)(n)$.

Karakteristikat kryesore të dritës janë:

• përbërje spektrale dhe komplekse e përcaktuar nga shkalla e gjatësive të valëve të dritës;
• polarizimi, i cili përcaktohet nga një ndryshim i përgjithshëm në mjedisin hapësinor vektor elektrik me përhapjen e valës;
• drejtimi i përhapjes së një rreze drite, e cila duhet të përkojë me ballin e valës në mungesë të dythyeshmërisë.

Optika kuantike dhe fiziologjike

Ideja pershkrim i detajuar fushë elektromagnetike me ndihmën e kuanteve u shfaq në fillim të shekullit të 20-të, dhe u shpreh nga Max Planck. Shkencëtarët kanë sugjeruar që emetimi i vazhdueshëm i dritës kryhet përmes grimcave të caktuara - kuanteve. Pas 30 vitesh u vërtetua se drita jo vetëm që emetohet pjesërisht dhe paralelisht, por edhe absorbohet.

Kjo i dha mundësinë Albert Ajnshtajnit për të përcaktuar strukturën diskrete të dritës. Në ditët e sotme, shkencëtarët i quajnë fotone kuantike të dritës, dhe vetë rrjedha konsiderohet si një grup integral i elementeve. Kështu, në optikën kuantike, drita konsiderohet si një rrymë grimcash dhe si valë në të njëjtën kohë, pasi procese të tilla si ndërhyrja dhe difraksioni nuk mund të shpjegohen me një rrymë të vetme fotonesh.

Në mesin e shekullit të 20-të aktivitetet kërkimore Brown-Twiss, bëri të mundur përcaktimin më të saktë të zonës së përdorimit të optikës kuantike. Puna e shkencëtarit ka vërtetuar se një numër i caktuar burimesh drite që lëshojnë fotone në dy fotodetektorë dhe furnizojnë një konstante sinjal zanor në lidhje me regjistrimin e elementeve, mund të bëjë që pajisjet të funksionojnë njëkohësisht.

Futja e përdorimit praktik të dritës jo klasike i ka çuar studiuesit në rezultate të pabesueshme. Në këtë drejtim, optika kuantike përfaqëson një unike drejtim modern me potencial të madh për kërkime dhe aplikim.

Shënim 1

Optika moderne ka përfshirë prej kohësh shumë fusha botën shkencore dhe zhvillime që janë të kërkuara dhe të njohura.

Këto fusha të shkencës optike janë të lidhura drejtpërdrejt me vetitë elektromagnetike ose kuantike të dritës, duke përfshirë zona të tjera.

Përkufizimi 2

Optika fiziologjike - e re shkencë ndërdisiplinore, duke studiuar perceptimi vizual të lehta dhe të kombinuara të informacionit mbi biokiminë, biofizikën dhe psikologjinë.

Duke marrë parasysh të gjitha ligjet e optikës, këtë seksion shkenca bazohet në këto shkenca dhe ka një të veçantë drejtim praktik. Ekzaminohen elementet e aparatit vizual dhe i kushtohet vëmendje e veçantë dukuri unike, si p.sh. iluzion optik dhe halucinacione. Rezultatet e punës në këtë fushë përdoren në fiziologji, mjekësi, inxhinieri optike dhe industrinë e filmit.

Sot, fjala optikë përdoret më shpesh si emër i një dyqani. Natyrisht, në pika të tilla të specializuara është e mundur të blini një sërë pajisjesh optike teknike - lente, syze, mekanizma për mbrojtjen e shikimit. Në këtë fazë, dyqanet kanë pajisje moderne që u lejojnë atyre të përcaktojnë me saktësi mprehtësinë vizuale në vend, si dhe të vendosin problemet ekzistuese dhe mënyrat për t'i eliminuar ato.