"Difraksioni i dritës" - - shkelje e ligjit përhapja drejtvizore valët Optika valore Difraksioni i dritës. Kështu, pasi kalon në të çarë, vala zgjerohet dhe deformohet. Difraksioni nga një vrimë e rrumbullakët. Faleminderit per vemendjen! Rrjetat e difraksionit përdoret për dekompozim rrezatimi elektromagnetik në spektër.

"Shpërndarja e dritës" - Përvoja e përshkruar është, në fakt, e lashtë. Nëse qëndroni përballë ylberit, Dielli do të jetë pas jush. Ylber. Shiriti me shumë ngjyra është spektri diellor. Zbulimi i dukurisë së dispersionit. Ide për shkaqet e ngjyrave para Njutonit. Le të shqyrtojmë thyerjen e një rrezeje në një prizëm. Shpërndarja e dritës. Ylber përmes syve të një vëzhguesi të vëmendshëm.

"Ligjet e dritës" - Detyrat: Pasqyrë. Ligjet e lehta: Drita - rrezatimi i dukshëm. Qëllimi: Prezantimi u përgatit nga Gildenbrandt Liliya Viktorovna. Artificiale. Përthyerja e dritës. Ligji i reflektimit të dritës. " Teknologjia e Informacionit V. Puna u krye në kuadër të projektit.

"Reflektimi i dritës" - Ligji i parë i optikës gjeometrike thotë se drita hyn mjedis homogjen përhapet në vijë të drejtë. Pra, duke përdorur rrezet e dritës, ju mund të përshkruani drejtimin e përhapjes së energjisë së dritës. Reflektimi i dritës. 5. Ligjet e reflektimit. Ligji i dytë i optikës gjeometrike thotë: këndi i rënies është i barabartë me këndin e reflektimit, d.m.th. ?? = ??.

“Difraksioni dhe interferenca e dritës” - Nga diferenca e rrugës: ?max = 2k. ?/2 – maksimumi i interferencës?мin = (2k+1) . ?/2 – minimumi i interferencës. Shtimi i valëve të valëve në sipërfaqen e një lëngu. ?min = (2k+1) . ?/2. ?max = 2k. ?/2. Valë koherente. Vëzhgimi i ndërhyrjes në filma të hollë. Rezultati i shtimit të valëve varet. Ndërhyrja e dritës.

"Përhapja e dritës" - D - distanca nga objekti në lente. Sasitë. Përthyerja e dritës. Përdorni kur zgjidhni probleme. Përhapja drejtvizore e dritës. Detyrat e testimit. Metoda astronomike. Instrumente optike. Reflektim total. Kamera (1837) Aparat projektimi Teleskopi me mikroskop. Kamera. Me tutje. Thjerrëza konvergjente (a) Thjerrëza difuze (b).

Ligjet bazë të optikës gjeometrike janë të njohura që nga kohërat e lashta. Kështu, Platoni (430 para Krishtit) vendosi ligjin e përhapjes drejtvizore të dritës. Traktatet e Euklidit formuluan ligjin e përhapjes drejtvizore të dritës dhe ligjin e barazisë së këndeve të incidencës dhe reflektimit. Aristoteli dhe Ptolemeu studiuan përthyerjen e dritës. Por formulimi i saktë i këtyre ligjet e optikës gjeometrike Filozofët grekë nuk mund ta gjenin.

Optika gjeometrike është një rast ekstrem optika valore, Kur gjatësia e valës së dritës tenton në zero.

Protozoar dukuritë optike, të tilla si shfaqja e hijeve dhe marrja e imazheve në instrumente optike, mund të kuptohet në kuadrin e optikës gjeometrike.

Ndërtimi formal i optikës gjeometrike bazohet në katër ligje , themeluar në mënyrë empirike:

· ligji i përhapjes drejtvizore të dritës;

· ligji i pavarësisë së rrezeve të dritës;

· ligji i reflektimit;

· ligji i përthyerjes së dritës.

Për të analizuar këto ligje, H. Huygens propozoi një të thjeshtë dhe metodë vizuale, i quajtur më vonë Parimi i Huygens .

Çdo pikë në të cilën arrin ngacmimi i dritës është ,nga ana e saj, qendra e valëve dytësore;sipërfaqja që përkulet rreth këtyre valëve dytësore në një moment të caktuar në kohë tregon pozicionin e pjesës së përparme të valës reale që përhapet në atë moment.

Bazuar në metodën e tij, shpjegoi Huygens drejtësia e përhapjes së dritës Dhe nxorrën jashtë ligjet e reflektimit Dhe përthyerje .

Ligji i përhapjes drejtvizore të dritës :

· drita përhapet drejtvizor në një mjedis optikisht homogjen.

Dëshmi e këtij ligji është prania e hijeve me kufij të mprehtë nga objektet opake kur ndriçohen nga burime të vogla.

Megjithatë, eksperimentet e kujdesshme kanë treguar se ky ligj shkelet nëse drita kalon nëpër vrima shumë të vogla, dhe devijimi nga drejtësia e përhapjes është më i madh, aq më të vogla janë vrimat.

Ilustrim astronomik përhapja drejtvizore e dritës dhe, në veçanti, formimi i ombrës dhe penumbras mund të shkaktohet nga hijezimi i disa planeteve nga të tjerët, p.sh. eklipsi i Hënës , kur Hëna bie në hijen e Tokës (Fig. 7.1). Për shkak të lëvizjes së ndërsjellë të Hënës dhe Tokës, hija e Tokës lëviz nëpër sipërfaqen e Hënës, dhe eklipsi i hënës kalon nëpër disa faza të veçanta (Fig. 7.2).

Ligji i pavarësisë së rrezeve të dritës :

· efekti i prodhuar nga një rreze individuale nuk varet nga fakti nëse,nëse paketat e tjera veprojnë njëkohësisht ose nëse eliminohen.

Duke e ndarë fluksin e dritës në rreze të veçanta drite (për shembull, duke përdorur diafragma), mund të tregohet se veprimi i rrezeve të dritës së zgjedhur është i pavarur.

Ligji i Reflektimit (Fig. 7.3):

· rrezja e reflektuar shtrihet në të njëjtin rrafsh me rrezen rënëse dhe pingul,të tërhequr në ndërfaqen midis dy mediave në pikën e ndikimit;

· këndi i rëniesα e barabartë me këndin e reflektimitγ: α = γ

Oriz. 7.3 Fig. 7.4

Për të nxjerrë ligjin e reflektimit Le të përdorim parimin e Huygens. Le të supozojmë se një valë e rrafshët (para vale AB me shpejtësi Me, bie në ndërfaqen midis dy mediave (Fig. 7.4). Kur balli i valës AB do të arrijë sipërfaqen reflektuese në pikë A, kjo pikë do të fillojë të rrezatojë valë dytësore .

Që vala të përshkojë një distancë dielli koha e nevojshme Δ t = B.C./ υ . Në të njëjtën kohë, pjesa e përparme e valës dytësore do të arrijë pikat e hemisferës, rreze pas Krishtit që është e barabartë me: υ Δ t= diell. Pozicioni i frontit të valës së reflektuar në këtë moment në kohë, në përputhje me parimin e Huygens, jepet nga avioni DC, dhe drejtimi i përhapjes së kësaj vale është rrezja II. Nga barazia e trekëndëshave ABC Dhe ADC rrjedh jashtë ligji i reflektimit: këndi i rëniesα e barabartë me këndin e reflektimit γ .

Ligji i thyerjes (Ligji i Snell-it) (Fig. 7.5):

· rrezja rënëse, rrezja e përthyer dhe pingulja e tërhequr me ndërfaqen në pikën e rënies shtrihen në të njëjtin rrafsh;

· raporti i sinusit të këndit të rënies me sinusin e këndit të thyerjes është një vlerë konstante për mediat e dhëna.

Oriz. 7.5 Fig. 7.6

Nxjerrja e ligjit të thyerjes. Le të supozojmë se një valë e rrafshët (para vale AB), duke u përhapur në vakum përgjatë drejtimit I me shpejtësi Me, bie në ndërfaqen me mediumin në të cilin shpejtësia e përhapjes së tij është e barabartë me u(Fig. 7.6).

Lëreni kohën e marrë nga vala për të udhëtuar rrugën dielli, e barabartë me D t. Pastaj BC = s D t. Në të njëjtën kohë, pjesa e përparme e valës ngacmohet nga pika A në një mjedis me shpejtësi u, do të arrijë pika të hemisferës rrezja e së cilës pas Krishtit = u D t. Pozicioni i frontit të valës së thyer në këtë moment në kohë, në përputhje me parimin e Huygens, jepet nga avioni DC, dhe drejtimi i përhapjes së tij - me rreze III . Nga Fig. 7.6 është e qartë se

kjo nënkupton Ligji i Snell-it :

Një formulim paksa i ndryshëm i ligjit të përhapjes së dritës u dha nga matematikani dhe fizikani francez P. Fermat.

Hulumtimi fizik lidhen per pjesen me te madhe tek optika, ku vendosi në vitin 1662 parimin bazë të optikës gjeometrike (parimi i Fermatit). Analogjia ndërmjet parimit të Fermatit dhe parimet variacionale mekanika luajti një rol të rëndësishëm në zhvillimin e dinamikës moderne dhe teorisë së instrumenteve optike.

Sipas Parimi i Fermatit , drita përhapet midis dy pikave përgjatë një rruge që kërkon më pak kohë.

Le të tregojmë zbatimin e këtij parimi për zgjidhjen e të njëjtit problem të përthyerjes së dritës.

Rreze nga një burim drite S e vendosur në një vakum shkon në pikën NË, i vendosur në një medium përtej ndërfaqes (Fig. 7.7).

Në çdo ambient rruga më e shkurtër do të jetë i drejtë S.A. Dhe AB. Ndalesa e plotë A karakterizohen nga largësia x nga pingulja e rënë nga burimi në ndërfaqe. Le të përcaktojmë kohën e kaluar për të udhëtuar shtegun S.A.B.:

.

Për të gjetur minimumin, gjejmë derivatin e parë të τ në lidhje me X dhe vendoseni të barabartë me zero:

prej këtu vijmë tek e njëjta shprehje që u përftua në bazë të parimit të Huygens-it: .

Parimi i Fermatit e ka ruajtur rëndësinë e tij deri më sot dhe ka shërbyer si bazë për formulimin e përgjithshëm të ligjeve të mekanikës (duke përfshirë teorinë e relativitetit dhe mekanikën kuantike).

Nga parimi i Fermatit rrjedhin disa pasoja.

Kthyeshmëria e rrezeve të dritës : nëse e ktheni traun III (Fig. 7.7), duke bërë që ajo të bjerë në ndërfaqe në një këndβ, atëherë rrezja e përthyer në mjedisin e parë do të përhapet në një kënd α, dmth do të shkojë në drejtim të kundërt përgjatë rrezes I .

Një shembull tjetër është një mirazh , e cila vërehet shpesh nga udhëtarët në rrugë të nxehta. Ata shohin një oaz përpara, por kur arrijnë atje, ka rërë përreth. Thelbi është se në këtë rast shohim dritë që kalon mbi rërë. Ajri është shumë i nxehtë mbi vetë rrugën dhe brenda shtresat e sipërme më të ftohtë. Ajri i nxehtë, duke u zgjeruar, bëhet më i rrallë dhe shpejtësia e dritës në të është më e madhe se në ajrin e ftohtë. Prandaj, drita nuk udhëton në një vijë të drejtë, por përgjatë një trajektoreje me më pak kohë, i mbështjellë me shtresa të ngrohta ajri.

Nëse drita vjen nga mjedis nga një tregues i madh përthyerje (optikisht më i dendur) në një mjedis me një indeks refraktiv më të ulët (optikisht më pak i dendur) ( > ) , për shembull, nga qelqi në ajër, pastaj, sipas ligjit të thyerjes, rrezja e përthyer largohet nga normalja dhe këndi i thyerjes β është më i madh se këndi i rënies α (Fig. 7.8 A).

Me rritjen e këndit të rënies, këndi i thyerjes rritet (Fig. 7.8 b, V), derisa në një kënd të caktuar të rënies () këndi i thyerjes të jetë i barabartë me π/2.

Këndi quhet këndi kufizues . Në këndet e rënies α > e gjithë drita rënëse reflektohet plotësisht (Fig. 7.8 G).

· Ndërsa këndi i rënies i afrohet atij kufizues, intensiteti i rrezes së thyer zvogëlohet, dhe intensiteti i rrezes së reflektuar rritet.

· Nëse , atëherë intensiteti i rrezes së thyer bëhet zero, dhe intensiteti i rrezes së reflektuar është i barabartë me intensitetin e rrezes së thyer (Fig. 7.8 G).

· Kështu,në kënde të incidencës që variojnë nga π/2,rrezja nuk thyhet,dhe reflektohet plotësisht të mërkurën e parë,Për më tepër, intensiteti i rrezeve të reflektuara dhe atyre të rënë janë të njëjta. Ky fenomen quhet reflektim i plotë.

Këndi i kufirit përcaktohet nga formula:

;

.

Fenomeni reflektim total përdoret në prizmat e reflektimit total (Fig. 7.9).

Indeksi i thyerjes së qelqit është n » 1,5, pra këndi kufizues për kufirin qelq-ajër = harksin (1/1,5) = 42°.

Kur drita bie në ndërfaqen xhami-ajër në α > 42° do të jetë gjithmonë një reflektim total.

Në Fig. 7.9 Prizmat totale të reflektimit tregohen, duke lejuar:

a) rrotulloje rrezen 90°;

b) rrotulloni imazhin;

c) mbështillni rrezet.

Prizmat e reflektimit total përdoren në instrumentet optike (për shembull, në dylbi, periskopë), si dhe në refraktometra, të cilët bëjnë të mundur përcaktimin e indekseve të thyerjes së trupave (sipas ligjit të përthyerjes, duke matur, ne përcaktojmë tregues relativ përthyerja e dy mediave, si dhe tregues absolut indeksi i thyerjes së njërës prej mediave, nëse dihet indeksi i thyerjes së mediumit të dytë).

Pjesët e fibrave përdorin fibër qelqi, bërthama (bërthama) drejtuese e dritës e së cilës është e rrethuar nga xhami - një guaskë e një xhami tjetër me një indeks më të ulët thyes. Ndarja e dritës në fund të udhëzuesit të dritës në kënde më të mëdha se kufiri , i nënshtrohet në ndërfaqen core-shell reflektim total dhe përhapet vetëm përgjatë bërthamës udhëzuese të dritës.

Udhëzuesit e dritës përdoren për të krijuar kabllot telegrafo-telefonike me kapacitet të lartë . Kablloja përbëhet nga qindra e mijëra fibra optike aq të holla sa flokët e njeriut. Ky kabllo, trashësia e një lapsi të zakonshëm, mund të transmetojë njëkohësisht deri në tetëdhjetë mijë biseda telefonike.

Për më tepër, udhëzuesit e dritës përdoren në tubat me rreze katodë me fibra optike, në makinat elektronike të numërimit, për kodimin e informacionit, në mjekësi (për shembull, diagnostifikimi i stomakut) dhe për qëllime të optikës së integruar.

Këndi i rënies së valës është këndi midis pingulës me ndërfaqen midis dy mediave në pikën e rënies dhe rrezes së rënies. Këndi i reflektimit të valës është këndi midis rrezes së reflektuar dhe pingul me sipërfaqen reflektuese.

2. Formuloni ligjin e reflektimit të dritës dhe provojeni duke përdorur parimin e Huygens-it.

Një valë që përplaset në një kënd arrin pika të ndryshme ndërfaqe në kohë të ndryshme. Kur një valë arrin një pikë të caktuar, ajo pikë bëhet burim i valëve dytësore. Pjesa e përparme e valës së reflektuar është siperfaqe e sheshte, tangjente me frontet sferike të valëve dytësore.

3. Cili është parimi i kthyeshmërisë së rrezeve?

4. Duke përdorur parimin e Huygens-it, shpjegoni reflektimin e një ballore valore sferike nga një sipërfaqe e sheshtë.

5. Cili imazh quhet imagjinar? Shpjegoni se si një imazh është ndërtuar nga një burim pikësor dhe një objekt me përmasa të fundme në një pasqyrë, si dhe një burim pikësor në një pasqyrë të vogël.

Një imazh virtual është një imazh i një objekti që shfaqet kur kryqëzohen zgjatimet e një rreze divergjente rrezesh. Është ndërtuar në një pasqyrë të rrafshët në pikë simetrike në lidhje me pasqyrën, edhe kur pasqyra ka dimensione të fundme dhe imazhi mund të vëzhgohet vetëm në një zonë të kufizuar. Pjesa e përparme e valës së një burimi pikësor është një sferë, dhe sipërfaqja e mbështjelljes së valëve dytësore është gjithashtu një sferë. Pjesa e përparme e valës së reflektuar, si ajo e incidentit, është një sferë. Qendra e valës sferike të reflektuar shtrihet pas pasqyrës dhe perceptohet si një imazh virtual i burimit.

Disa ligje optike njiheshin tashmë përpara se të vendosej natyra e dritës. Baza e optikës gjeometrike formohet nga katër ligje: 1) ligji i përhapjes drejtvizore të dritës; 2) ligji i pavarësisë së rrezeve të dritës; 3) ligji i reflektimit të dritës; 4) ligji i përthyerjes së dritës.

Ligji i përhapjes drejtvizore të dritës: drita përhapet drejtvizor në një mjedis optikisht homogjen. Ky ligj është i përafërt, pasi kur drita kalon nëpër vrima shumë të vogla, vërehen devijime nga drejtësia, sa më e madhe, aq më e vogël është vrima.

Ligji i pavarësisë së rrezeve të dritës: efekti i prodhuar nga një rreze e vetme nuk varet nga fakti nëse trarët e mbetur veprojnë njëkohësisht ose eliminohen. Kryqëzimet e rrezeve nuk e pengojnë secilën prej tyre të përhapet në mënyrë të pavarur nga njëra-tjetra. Duke e ndarë rrezen e dritës në rreze të veçanta të dritës, mund të tregohet se veprimi i rrezeve të dritës të ndara është i pavarur. Ky ligj është i vlefshëm vetëm kur intensiteti i dritës nuk është shumë i lartë. Në intensitetet e arritura me lazer, pavarësia e rrezeve të dritës nuk respektohet më.

Ligji i reflektimit: rrezja e reflektuar nga ndërfaqja ndërmjet dy mediave shtrihet në të njëjtin rrafsh me rrezen rënëse dhe pingulin e tërhequr me ndërfaqen në pikën e rënies; Këndi i reflektimit është i barabartë me këndin e rënies.

Ligji i thyerjes: rrezja rënëse, rrezja e përthyer dhe pingulja e tërhequr me ndërfaqen në pikën e rënies shtrihen në të njëjtin rrafsh; raporti i sinusit të këndit të rënies me sinusin e këndit të thyerjes është një vlerë konstante për mediat e dhëna

mëkat i 1/mëkat i 2 = n 12 = n 2 / n 1, padyshim mëkat i 1/mëkat i 2 = V 1 / V 2 , (1)

ku n 12 - indeksi relativ i thyerjes mjedisi i dytë në raport me të parin. Indeksi relativ i thyerjes së dy mediave e barabartë me raportin indekset e tyre të thyerjes absolute n 12 = n 2 / n 1.

Indeksi absolut i thyerjes së një mediumi quhet. vlera n e barabartë me raportin e shpejtësisë C të valëve elektromagnetike në vakum ndaj tyre shpejtësia e fazës V në mjedis:

Një medium me një indeks të lartë refraktiv optik quhet. optikisht më i dendur.

Nga simetria e shprehjes (1) rrjedh kthyeshmëria e rrezeve të dritës, thelbi i së cilës është se nëse drejtoni një rreze drite nga mediumi i dytë në të parën në një kënd i 2, atëherë rrezja e përthyer në mediumin e parë do të dalë në një kënd i 1 . Kur drita kalon nga një mjedis optikisht më pak i dendur në një medium më të dendur, rezulton se mëkati i 1 > mëkat i 2, d.m.th. Këndi i thyerjes është më i vogël se këndi i rënies së dritës dhe anasjelltas. Në rastin e fundit, me rritjen e këndit të rënies, këndi i thyerjes rritet në një masë më të madhe, kështu që në një kënd të caktuar kufizues të rënies i këndi i thyerjes bëhet i barabartë me π/2. Duke përdorur ligjin e thyerjes, mund të llogarisni vlerën e këndit kufizues të incidencës:

mëkat i pr /sin(π/2) = n 2 /n 1, prej nga i pr = arcsin n 2 /n 1 . (2)

Në këtë rast kufizues, rrezja e përthyer rrëshqet përgjatë ndërfaqes midis mediave. Në këndet e incidencës i > i Meqenëse drita nuk depërton thellë në një mjedis optikisht më pak të dendur, fenomeni ndodh pasqyrim total i brendshëm. Këndi i thirrur këndi kufizues pasqyrim total i brendshëm.

Fenomeni pasqyrim total i brendshëm përdoret në prizmat e reflektimit total, të cilat përdoren në instrumentet optike: dylbi, periskopë, refraktometra (pajisje që ju lejojnë të përcaktoni indekset e thyerjes optike), në udhëzuesit e dritës, të cilat janë fije (fibra) të holla, të përkulshme, të bëra nga materiali optikisht transparent. Goditja e dritës në fundin e udhëzuesit të dritës në kënde më të mëdha se ai kufizues i nënshtrohet reflektimit të brendshëm total në ndërfaqen midis bërthamës dhe veshjes dhe përhapet vetëm përgjatë bërthamës udhëzuese të dritës. Me ndihmën e udhëzuesve të dritës, ju mund të përkulni shtegun e rrezes së dritës në çdo mënyrë që ju pëlqen. Udhëzuesit e dritës me shumë bërthama përdoren për të transmetuar imazhe. Shpjegoni përdorimin e udhëzuesve të dritës.

Për të shpjeguar ligjin e thyerjes dhe lakimit të rrezeve kur kalojnë nëpër media optike johomogjene, është prezantuar koncepti gjatësia e rrugës së rrezes optike

L = nS ose L = ∫ndS,

përkatësisht për media homogjene dhe johomogjene.

Në vitin 1660 Matematikan francez dhe fizikanti P. Fermat themeloi parimi i ekstremitetit(Parimi i Fermatit) për gjatësinë e shtegut optik të një rreze që përhapet në media transparente johomogjene: gjatësia e shtegut optik të një rrezeje në një mjedis midis dy pikët e dhëna minimale, ose me fjalë të tjera, drita përhapet përgjatë një rruge gjatësia optike e së cilës është minimale.

Madhësitë fotometrike dhe njësitë e tyre. Fotometria është një degë e fizikës që merret me matjen e intensitetit të dritës dhe burimeve të saj. 1. Sasitë e energjisë:

Fluksi i rrezatimit F e është një sasi numerikisht e barabartë me raportin e energjisë W rrezatimi sipas kohës t gjatë së cilës rrezatimi ka ndodhur:

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

Shkëlqim energjik(emisiviteti) R e - një vlerë e barabartë me raportin e fluksit të rrezatimit F e të emetuar nga sipërfaqja me zonën S të seksionit nëpër të cilin kalon ky fluks:

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

ato. paraqet dendësinë e fluksit të rrezatimit sipërfaqësor.

Intensiteti i ndriçimit të energjisë (intensiteti rrezatues) I e përcaktohet duke përdorur konceptin e një burimi pika drite - një burim dimensionet e të cilit, në krahasim me distancën nga vendi i vëzhgimit, mund të neglizhohen. Intensiteti i energjisë i dritës I e është një vlerë e barabartë me raportin e fluksit të rrezatimit Ф e të burimit me këndin e ngurtë ω brenda të cilit ky rrezatim përhapet:

I e = F e /ω, (W/sr) - vat për steradian.

Intensiteti i dritës shpesh varet nga drejtimi i rrezatimit. Nëse nuk varet nga drejtimi i rrezatimit, atëherë i tillë burimi thirrur izotropike. Për një burim izotropik, intensiteti i ndriçimit është

I e = F e /4π.

Në rastin e një burimi të zgjeruar, mund të flasim për intensitetin ndriçues të elementit të sipërfaqes së tij dS.

Shkëlqimi i energjisë (rrezatimi) NË e është një vlerë e barabartë me raportin e intensitetit të energjisë ndriçuese ΔI e të një elementi të sipërfaqes që lëshon me zonën ΔS të projeksionit të këtij elementi në një plan pingul me drejtimin e vëzhgimit:

NË e = ΔI e / ΔS. (W/mesatar m 2)

Ndriçimi i energjisë(rrezatim) E e karakterizon shkallën e ndriçimit të sipërfaqes dhe është e barabartë me sasinë e fluksit të rrezatimit që bie në një njësi të sipërfaqes së ndriçuar. (W/m2.

2.Vlerat e dritës. Në matjet optike, përdoren marrës të ndryshëm rrezatimi, karakteristikat spektrale të ndjeshmërisë së tyre ndaj dritës me gjatësi vale të ndryshme janë të ndryshme. Ndjeshmëria relative spektrale e syrit të njeriut V(λ) është paraqitur në Fig. V(λ)

400 555 700 λ, nm

Prandaj, matjet e dritës, duke qenë subjektive, ndryshojnë nga ato objektive, energjetike dhe për to futen njësi të dritës, të përdorura vetëm për dritën e dukshme. Njësia bazë SI e dritës është intensiteti i dritës - candela(cd), e cila është e barabartë me intensitetin e dritës në një drejtim të caktuar të një burimi që lëshon rrezatim monokromatik me një frekuencë prej 540·10 12 Hz, intensiteti i ndriçimit energjik i të cilit në këtë drejtim është 1/683 W/sr.

Përkufizimi i njësive të dritës është i ngjashëm me njësitë e energjisë. Për të matur vlerat e dritës, përdoren instrumente speciale - fotometra.

Rrjedha e lehtë. Njësia e fluksit të dritës është lumen(lm). Është e barabartë me fluksin ndriçues të emetuar nga një burim drite izotropik me një intensitet prej 1 cd brenda një këndi të ngurtë prej një steradiani (me uniformitetin e fushës së rrezatimit brenda këndit të ngurtë):

1 lm = 1 cd 1 sr.

Është vërtetuar eksperimentalisht se një fluks ndriçues prej 1 lm i krijuar nga rrezatimi me një gjatësi vale λ = 555 nm korrespondon me një fluks energjie prej 0,00146 W. Fluks i ndritshëm 1 lm e krijuar nga rrezatimi me një λ të ndryshëm korrespondon me një fluks energjie

F e = 0,00146/V(λ), W.

1 lm = 0,00146 W.

Ndriçimi E- një vlerë që lidhet me raportin e fluksit të dritës F që bie në një sipërfaqe me zonën S të kësaj sipërfaqeje:

E= F/S, lux (lx).

1 lux është ndriçimi i një sipërfaqeje në 1 m2 nga e cila bie një fluks ndriçues prej 1 lm (1 lux = 1 lm/m2).

Shkëlqimi R C (shkëlqimi) i një sipërfaqeje ndriçuese në një drejtim të caktuar φ është një vlerë e barabartë me raportin e intensitetit të dritës I në këtë drejtim me zonën S të projeksionit të sipërfaqes së ndritshme në një plan pingul me këtë drejtim:

R C = I/(Scosφ). (cd/m2).

MËSIMI 19/ III-2 Reflektimi i dritës. Ligjet e reflektimit.

Reflektimi i dritës. Ligjet e reflektimit të dritës.

Shpjegimi i materialit të ri

Falë reflektimit të dritës, të gjithë organizmat e gjallë mund të shohin objektet përreth. Ne shohim sipërfaqe të zeza për faktin se këto sipërfaqe thithin të gjitha rrezet që bien në këtë sipërfaqe, ato të kuqe reflektojnë rrezet e kuqe dhe thithin pjesën tjetër.

Shkencëtarët kanë qenë prej kohësh të interesuar se si drita reflektohet dhe ligjet e reflektimit u zbuluan shumë kohë më parë.

Le të bëjmë eksperimentin e mëposhtëm. (Demonstron reflektimin nga një pasqyrë aeroplan duke përdorur një disk optik.) Si rezultat, nxënësit duhet të arrijnë në përfundimin se rrezja rënëse, e reflektuar nga pasqyra, kthehet në të njëjtin medium. Ky fenomen quhet reflektim i dritës.

Ligjet e reflektimit të dritës vendosen në mënyrë eksperimentale.

Ligji i parë i reflektimit të dritës

Një rreze drite drejtohet mbi sipërfaqen e pasqyrës në mënyrë që rrezja të shtrihet në rrafshin e pasqyrës. Duke mbuluar me një fletë letre të trashë çerekun e diskut ku kalon rrezja e dritës, konstatohet se rrezja e reflektuar është e dukshme vetëm kur letra shtypet fort në diskun dhe rrafshi i letrës përkon me rrafshin e diskun. Si rezultat i vëzhgimit, nxënësit duhet të sigurohen që rrezet rënëse dhe ato të reflektuara të shtrihen në të njëjtin rrafsh me një pingul me sipërfaqen e reflektimit të tërhequr nga pika e rënies së rrezes.

Ligji i dytë i reflektimit të dritës

Duke lëvizur burimin e dritës përgjatë skajit të diskut, drejtimi i rrezes së rënies ndryshohet. Në këtë rast, drejtimi i rrezes së reflektuar ndryshon çdo herë. Është e nevojshme të theksohet se këndet e incidencës dhe reflektimit mbeten gjithmonë të barabarta. Për të vendosur lidhjen midis incidentit dhe rrezeve të reflektuara, nxënësit vizatojnë një diagram të eksperimentit në fletoret e tyre dhe shkruajnë përkufizimet e rrezeve të incidentit dhe të reflektuara dhe barazinë e tyre me njëra-tjetrën.

Kthyeshmëria e rrezeve të dritës

Nga ligjet e reflektimit të dritës rezulton se rrezet e rënë dhe të reflektuara janë të kthyeshme. Nëse, si rezultat i eksperimenteve me një disk optik, rrezja e dritës bie përgjatë vijës së drejtë përgjatë së cilës u përhap rrezja rënëse, atëherë pas reflektimit ajo do të përhapet përgjatë vijës së drejtë përgjatë së cilës kaloi rrezja rënëse.

Kjo veti quhet kthyeshmëria e rrezeve të dritës.

Ndërtimi i një imazhi në një pasqyrë të rrafshët

Pasqyra është shumë një gjë e zakonshme në jetën e çdo njeriu. Një pasqyrë e sheshtë përdoret më shpesh në jetën e njeriut.

Një pasqyrë sipërfaqja e së cilës është e sheshtë quhet pasqyrë e rrafshët.

Nëse vendosni një objekt, për shembull, një qiri, përpara një pasqyre të sheshtë, atëherë duket se pas pasqyrës është i njëjti objekt, të cilin ne e quajmë imazh në një pasqyrë të sheshtë.

Dihet që një person sheh një pikë të ndritshme nëse rrezet që dalin prej saj godasin drejtpërdrejt syrin. Rrezet e dritës (kur reflektohen nga një pasqyrë, shih Fig.) nuk bien drejtpërdrejt në syrin e njeriut. Në të njëjtën kohë,

12-D. Reflektimi i dritës

Le të bëjmë një eksperiment. Vendosni një libër gjysmë të hapur në pasqyrën e shtrirë në tavolinë. Le të drejtojmë një rreze drite nga lart në mënyrë që të reflektohet nga pasqyra, por të mos godasë librin. Në errësirë ​​do të shohim rreze drite incidente dhe të reflektuara. Tani le ta mbulojmë pasqyrën me letër. Në këtë rast, ne do të shohim rrezen e përplasjes, por nuk do të ketë rreze të reflektuar. Rezulton se drita nuk reflektohet nga letra?

Le t'i hedhim një vështrim më të afërt vizatimeve. Vini re se kur drita bie në pasqyrë, teksti i librit është pothuajse i pamundur të lexohet për shkak të ndriçimit të dobët. Por kur drita bie në një fletë letre, teksti i librit bëhet i dukshëm shumë më qartë, veçanërisht në pjesën e poshtme. Për rrjedhojë, libri ndriçohet më fort. Por çfarë e ndez atë?

Kur drita bie në sipërfaqe të ndryshme, dy opsione janë të mundshme. Së pari. Një rreze drite që bie në një sipërfaqe reflektohet gjithashtu prej saj në formën e një rreze. Ky reflektim i dritës quhet reflektim spekular. Së dyti. Një rreze drite që bie në një sipërfaqe reflektohet prej saj në të gjitha drejtimet. Ky reflektim i dritës quhet reflektim difuz ose thjesht shpërndarje e dritës.

Reflektimi spekular ndodh në sipërfaqe shumë të lëmuara (të lëmuara). Nëse sipërfaqja është e ashpër, atëherë me siguri do të shpërndajë dritën. Kjo është pikërisht ajo që kemi vërejtur kur mbuluam pasqyrën me një fletë letre. Ai reflektonte dritën, duke e shpërndarë në të gjitha drejtimet, duke përfshirë mbi libër, duke e ndriçuar atë.

sipërfaqe reflektuese në pikën e përkuljes së rrezes (këndi b).

Kur drita reflektohet, dy modele plotësohen gjithmonë: Së pari. Rrezja rënëse, rrezja e reflektuar dhe pingulja me sipërfaqen reflektuese në pikën e kthesës së rrezes shtrihen gjithmonë në të njëjtin rrafsh. Së dyti. Këndi i rënies është i barabartë me këndin e reflektimit. Këto dy pohime shprehin thelbin e ligjit të reflektimit të dritës.

Në figurën e majtë, rrezet dhe pingulja me pasqyrën nuk shtrihen në të njëjtin rrafsh. Në foton e duhur këndi i reflektimit jo e barabartë me këndin e rënies. Prandaj, një reflektim i tillë i rrezeve nuk mund të merret në mënyrë eksperimentale.

Ligji i reflektimit është i vlefshëm si për rastin e reflektimit spekular ashtu edhe për atë të përhapur të dritës. Le të shohim përsëri vizatimet në faqen e mëparshme. Pavarësisht rastësisë së dukshme në reflektimin e rrezeve në vizatimin e duhur, të gjitha ato janë të vendosura në mënyrë që këndet e reflektimit të jenë të barabarta me këndet e rënies. Hidhni një sy, ne "prerë" sipërfaqen e përafërt të vizatimit të duhur në elementë të veçantë dhe vizatuam pingule në pikat e thyerjes së rrezeve:

Zgjidhja e problemeve të cilësisë

Këndi ndërmjet rrezes rënëse dhe sipërfaqes së pasqyrës është 50 0 . Pse e barabartë me këndin incidenca, këndi i reflektimit, këndi ndërmjet rrezeve rënëse dhe atyre të reflektuara. Sa herë më i madh është këndi ndërmjet rrezeve të përplasjes dhe rrezeve të reflektuara se këndi i rënies? (Përgjigje: 40 0, 40 0, 80 0, dy herë).

Cili është këndi i rënies nëse rrezja e dritës bie pingul me sipërfaqen e pasqyrës? (Përgjigje: 0 0).

Këndi i rënies u rrit me 20 0 . Sa do të rritet këndi ndërmjet rrezeve të përplasjes dhe rrezeve të reflektuara? (Përgjigje: 40 0).

Këndi i rënies është dy herë më i madh se këndi midis rrezes së reflektuar dhe sipërfaqes së pasqyrës. Cili është këndi i rënies? (Përgjigje: 30 0).

TESTO VETEN - Konsolidimi i materialit të ri

Formuloni ligjin e reflektimit të dritës.

Cili është ligji i fenomenit të reflektimit të dritës?

Cili kënd quhet këndi i rënies; reflektimet?

Cila veti e një rreze rënëse dhe e reflektuar quhet e kthyeshme?

Pse nganjëherë dritaret e shtëpive na duken të errëta gjatë ditës, e ndonjëherë të lehta?

Sa e errët apo e lehtë e shohim rrugën dhe pellgjet në të nëse ndezim fenerët e makinës gjatë natës në mungesë të ndriçimit të jashtëm?

REFLEKTIMI I DRITËS. ( shkruajeni në fletore)

5. Ku duhet të pozicionohet syri i vëzhguesit në mënyrë që imazhi i shigjetës të jetë plotësisht i dukshëm?

DETYRE SHTEPIE

REFLEKTIMI I DRITËS

(përfundoni detyrat: