10. Геометрична оптика. Оптична мікроскопія

Геометри́чнао́птика — розділ оптики, в якомувивчаютьсязаконипоширеннясвітла в прозорих середовищах на основі уявлень про світлові променя як про лінії, вздовж яких поширюється світлова енергія. Предмети, які впливають на розповсюдження променів — це прозорі й непрозорі поверхні, дзеркала й лінзи. Геометри́чнао́птика - граничний випадок хвильової оптики за умови дуже малої довжини хвилі.

В основі г.о лежать такі основні закони:

1. Закон прямолінійного поширення світла

2. Закони відбивання світла

3. Закони заломлення світла

Система сферичних поверхонь називається центрованої, якщо центри всіх поверхонь лежать на одній прямій , яка називається головною оптичною віссю системи.

Промені що поширюються поблизу головної оптичної осі, називаються параксіальними.

ММ,РР- крайні сферичні поверхні, О – головна вісьn1,n2- показники заломлення.

Головні точки і фокуси називаються кардинальними точками ЦОС, а площини, що проходять через них и перпендикулярні О – кардинальними площинами. Відстань від головних точок до фокусів – фокусна відстань.

Мікроскоп являє собою ЦОС, що складається в найпростішому випадку з двох лінз: об’єктива і окуляра.

Збільшення мікроскопа: L-довж тубуса D-відст найкращого зору

Роздільна здатність – властивість СК давати окремо зображення 2 розміщених поряд всітлих точок предмета. Межа розрізнення Z – найменша відст між двома світлими точками предмета, які сприймаються в МК окремо.

Для сухого МК: для імерсыйнго:

Корисне збільшення: Гкор=Z`/Zmin , Z`-межа розрізнення ока

11. Поляризація. Подвійне пере заломлення. Закон Маллюса

Випромінювання, в якому коливання вектора Е відбуваються лише в одному напрямку, називається поляризованим (наприклад, випро-мінювання електрона в поодинокому акті). Площина, в якій розташовані вектор Е та вектор r, що визначає напрямок поширення випромінювання (тобто світловий промінь), називається площиною поляризації.

Світло, в якому коливання вектора Е одного напрямку переважає коливання інших напрямків, називається частково поляризованим. Поляризоване світло можна одержати з природного за допомогою приладів, що називаються поляризаторами.

Світло називається плоскополяризованим або лінійно-поляризованим, якщо в ньому відбуваються коливання тільки в одному напрямі, перпен-дикулярному до напряму поширення хвилі. На межі розділення двох середовищ, наприклад, діелектрика і повітря, частина світлових променів відбивається, а частина заломлюється. Виявилося, що відбитий промінь і заломлений є частково плоскополяри-зованими. Причому, у відбитому промені коливан-ня (вектора Е) відбуваються переважно перпен-дикулярно до площини падіння, а в заломленому – в площині падіння. При певному куті падінняпроменя природного світла на границю розділення середовищ, відбитий промінь виявляється повністю поляризованим.Якщо кут падіння світового променя на межу розділення середовищ рівний поляризаційному куту α_Б (куту Брюстера), то відбитий промінь буде повністю лінійно поляризований, а заломлений тільки частково поляризований

Поляризація світла при його відбиванні під кутом Брюстера

tg α_Б= nдеα_Б – кут Брюстера;n – показник заломлення середовища.

При проходженнісвітлакрізькристалисвітовийпроміньроз'єднується на два промені, якіполяризовані увзаємноперпендикулярнихплощинах (рис.6). Цеявище одержало назвуподвійногопроменезаломлення. Для одного з цихдвохпроме-нів не виконуютьсязаконизаломленнясвітла (вінвидхиляєтьсявіднапрямкупадаючогопроменянавіть при перпендикулярному падінні на передню грань кристалла) і тому вінназиваєтьсянезвичайниме. Другийпромінь, якийзадовольняє законам заломлення, зветьсязвичайнимо. Подвійнепроменезаломленняпояснюютьрізнимишвидкостямипоширеннязвичайних (ν₀) та незвичайних (ν_е) променіваборізнимипоказникамизаломленняn₀ іn_e.

Призма Ніколя — оптичнийелемент, призначений для поляризаціїсвітла, поляризатор. Призма складається з паралелепіпеда, вирізаногоізісландського шпату, розрізаногопід кутом 68° і склеєногопрозороюрідиноюканадським бальзамом.

Неполяризованийпроміньсвітла входить в кристал і роздвоюєтьсязавдякиявищуподвійногопроменезаломлення. Звичайнийпроміньзазнаєповноговнутрішньоговідбиття, а незвичайнийпромінь проходить далі. Внаслідокутворюєтьсяполяризований пучок світла. Призма Ніколяполяризуєсвітло, кутова апертура якого не перевищує 30°.

Якщо плоскополяризоване світло, що виходить з кювети з оптично активною речовиною, попадає на аналізатор, то останній пропускає через себе лише частину його. Залежність між пропущеною через аналізатор інтенсивністю І світла і падаючою на нього інтенсивністю І₀ запишеться так:

І = І₀cos²αα– кут між головними площинами поляризатора і аналізатора.