Оптика теория

Принцип Ферма: свет всегда стремится попасть из одной точки в другую за экстремальное — наибольшее или наименьшее — время.

Законы геометрической оптики:

1.    Закон о прямолинейном распространении света: в однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно.

2.    Законы отражения:

·      При отражении падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, проведенный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.

·      Угол отражения равен углу падения.

3.    Закон преломления (Закон Снеллиуса):

Соотношение между углами падения, преломления и абсолютными показателями преломления сред: n1*sin(α) = n2*sin(γ)

Тонкая линза.

Линза — это оптически прозрачное однородное тело, ограниченное с двух сторон двумя сферическими (или одной сферической и одной плоской) поверхностями. Линза является тонкой, если толщина линзы много меньше радиусов кривизны ее сферических границ и расстояния от линзы до предмета.

Главная оптическая ось (ГОО) — прямая линия, перпендикулярная линзе и пересекающая ее в одной точке, которая называется оптическим центром линзы O.

Свойство оптического центра: световой луч, проходящий через оптический центр линзы, не отклоняется от своего первоначального направления, то есть не преломляется.

Плоское зеркало — часть плоскости, зеркально отражающей свет. Изображение предмета, даваемое плоским зеркалом, является мнимым.

Вследствие закона отражения света мнимое изображение предмета располагается симметрично относительно зеркальной поверхности. Размер изображения равен размеру самого предмета.

Поперечное увеличение — это отношение длины сформированного оптической системой изображения отрезка, перпендикулярного оси оптической системы, к длине самого отрезка.

Построение изображения в собирающих и рассеивающих линзах:

Интерференция — это сложение в пространстве двух или более волн, вследствие которого наблюдается устойчивое усиление или ослабление результирующих колебаний (то есть амплитуды волн) в различных точках пространства.

Условия интерференции

Явление интерференции обеспечивается выполнением двух условий:

• Частоты источников одинаковы ν1 = ν2
• Если частоты источников разные, то они не дополнят друг друга, а значит устойчивой интерференционной картины не получится.
• Разность фаз источников постоянна.

Если оба условия выполняются, то источники называют когерентными.

Дифракция — это отклонение волн от прямолинейного распространения и огибание волнами препятствий. Стоит отметить, что волна может огибать не все препятствия. Размер препятствия должен быть сопоставим с длиной волны.

Принцип Гюйгенса-Френеля: каждая точка, до которой доходит волна, является источником вторичных волн; вторичные волны при наложении интерферируют друг с другом. Первая часть принципа была сформулирована голландским физиком Христианом Гюйгенсом. Вторую часть принципа дополнил французский физик Огюстен Жан Френель.