ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА 400 500 600 700, нм 0 Линии, вдоль которых распространяется световая энергия называются лучами. Совокупность лучей образует световой. - презентация

1 ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА , нм 0 Линии, вдоль которых распространяется световая энергия называются лучами. Совокупность лучей образует световой пучок.

2 Законы геометрической оптики В однородной среде свет распространяется прямолинейно. Лучи при пересечении не возмущают друг друга. 1. Закон прямолинейного распространения света 2. Закон независимости световых лучей

3 Преломленный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и нормалью, восстановленной в точке падения; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных веществ. n 1 n 2 i' Отраженный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и нормалью, восстановленной в точке падения; угол отражения равен углу падения. i i 3. Закон отражения света 4. Закон преломления света

4 Оптические приборы Тонкая линза R1R1 –R2–R2 F F' –f–f f n0n0 n Фокальная плоскость Главные плоскости

5 а b –f–f f Оптическая сила линзы D = 1/f, дптр Формула тонкой линзы

6 Характерные лучи тонкой собирающей линзы o F F'

7 Конденсер Объект Объектив Коллиматор

8 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ И ИХ СВОЙСТВА Уравнения Максвелла. Волновое уравнение Плоская электромагнитная волна Когерентность электромагнитных волн Шкала электромагнитных волн. Видимый диапазон Монохроматичность электромагнитных волн

9 Уравнения Максвелла. Волновое уравнение Уравнения Максвелла для однородной нейтральной ( =0) непроводящей (j = 0) среды:

10 Воздействуем оператором на левую и правую часть уравнения поскольку - волновые уравнения. Оператор Лапласа - фазовая скорость. Волновое уравнение

11 Плоская электромагнитная волна Исследуем плоскую электромагнитную волну, распространяющуюся вдоль оси 0X. 0 X Y Z Вектора и их компоненты по координатным осям не будут зависеть от координат y и z. Тогда волновые уравнения примут вид EyEy HzHz 0 X Y Z EzEz HyHy Возможны два типа волны.

12 Плоская электромагнитная волна Простейшими решениями волновых уравнений являются: 0 X Y Z EyEy HzHz - волновое число. Введем понятие волнового вектора: X Фронт волны t = t 1 Амплитуда Фаза Уравнение плоской волны

13 Свойства электромагнитных волн 1. Электромагнитные волны поперечны. 2. Колебания векторов напряженности электрическоко и магнитного поля происходят в одной фазе. 3. Амплитуды колебаний напряженности электрическоко и магнитного поля связаны соотношением: 4. Фазовая скорость электромагнитной волны равна где - фазовая скорость в вакууме. 5. Энергия, переносимая электромагнитной волной через единицу поверхности за единицу времени (плотность потока энергии) равна: - вектор Пойнтинга.

14 Шкала электромагнитных волн V( ) = 1 при =555 нм. Кривая относительной спектральной чувствительности глаза

15 Монохроматичность электромагнитных волн Монохроматической называется электромагнитная волна, имеющая определенную частоту, и амплитуда которой не зависит от времени. EmEm 0 EmEm 0 - степень монохроматичности. Монохроматическая волна Квазимонохроматическая волна - начальная фаза << 0

16 Когерентность электромагнитных волн Когерентность - это согласованность колебательных процессов во времени. Когерентными называются источники, разность фаз излучения которых не зависит от времени. 1. Временная кокерентность - согласованность колебаний в данной точке пространства с течением времени. Время кокерентности кок - время, за которое случайное изменение фазы достигает. Для монохроматическоко излучения кок = с. Для квазимонохроматическоко излучения 2. Пространственная кокерентность - согласованность колебаний в разных точках пространства. Длина кокерентности Цуг волн

17 Пример 1. Определить степень монохроматичности белого света. Светофильтр

18 Пример 2. Определить время и длину кокерентности естественного света. Пример 3. Определить время и длину кокерентности излучения гелий-неонового лазера.

19 Самостоятельная работа с лекционным материалом 3. Напишите уравнение плоской электромагнитной волны, выделите в нем амплитуду и фазу. 2. Нарисуйте график плоской электромагнитной волны 4. Волновое число k = 1. Электромагнитной волной называется (продолжить) 5. Монохроматической называется электромагнитная волна (продолжить)…… 6. Когерентность – это……. 7. Когерентными называются источники, ………