44. Оптические диапазон.

Электромагнитные волны — видимый свет и ближнее инфракрасное излучение. Источники: тепловое излучение (в том числе Солнца), флюоресценция, химические реакции, светодиоды. Излучение оптического диапазона свободно проходит сквозь атмосферу, может быть легко отражено и преломлено в оптических системах.

Оптический диапазон: ультрафиолетовый, видимый, инфракрасный. Чувствительность нашего глаза для разных длин волн неодинакова. Открытие инфракрасных лучей: случайно английский астроном решил выяснить сколько энергии переносится в разных областях спектра. В 1780 году он нашел что есть невидимые излучения.

45. Геометрическая оптика. Миражи. Законы отражения и преломления света.

При падении света на границу раздела двух сред часть света отражается в первую среду, а часть проходит во вторую среду, если она прозрачна, изменяя при этом направление своего распространения, т. е. преломляется.

Закон отражения: угол падения равен углу отражения (a = b). Падающий луч AO, отраженный луч OB и перпендикуляр OC, восставленный в точке падения, лежат в одной плоскости (рис. 1).

Закон преломления: Преломленный луч, как и отраженный, лежит в одной плоскости падения, и . Здесь n1 и n2 – абсолютные показатели преломления граничащих сред. Абсолютный показатель преломления равен отношению скорости распространения света в вакууме к скорости распространения света в веществе: n=c/V.

З аконы отражения света учитываются при построении изображения предмета в зеркалах (плоском, вогнутом и выпуклом) и проявляются в зеркальном отражении в перископах, в прожекторах, автомобильных фарах и во многих других технических устройствах. Законы преломления света учитываются при построении изображения во всевозможных линзах, призмах и их совокупности (микроскоп, телескоп), а также в оптических приборах (бинокли, спектральные аппараты, фотоаппараты и проекционные аппараты).

Полное внутреннее отражение.

Прохождение света через границу раздела двух сред с разными абсолютными показателями преломления описывается законом преломления. Возможные варианты хода лучей в зависимости от соотношения показателей преломления сред изображены на рис.

Рассмотрим более подробно случай, когда свет из среды с большим показателем преломления проникает в среду с меньшим показателем преломления.

По мере увеличения угла падения увеличивается и угол преломления. При некотором значении угла падения a_пр (назовем его предельным) преломленный луч распространяется вдоль границы раздела (b = p/2). Если световой луч пустить на границу под углом a > a_пр, то он вообще не проникает во вторую среду. Вся световая энергия отражается, что и является полным внутренним отражением.

Условия наблюдения  явления полного внутреннего отражения:

-	n1 < n2, т.е. свет идет из среды более плотной в среду менее плотную;
-	угол падения больше предельного угла a > aпр. При этом выполняется соотношение: sin(aпр) = n2/n1.

Миражи. Существует множество явлений. Например, миражи. Они возникают в результате неоднородности атмосферы. Суть явления заключается в этом. Имеется ли реальный объект? Да.

Существует два типа миражей. Один из них верхний, а другой нижний.

наблюдатель

Нижний мираж появляется под предметом, при чем изображение предмета перевернуто. В жаркий «летний» день воздух сильно нагревается и его плотность с возвышением над землей увеличивается. А от этого меняется коэффициент преломления. Нужно понимать, что он изменяется плавно, нет резкой границы. Если луч переходит из среды с разным коэффициентом преломления (n), то происходит полное внутреннее отражение. Допустим, мы имеем дело с резкой границей сред. Изображение экстраполируем по прямой линии в точку 1. Водная поверхность, отражение неба.

Верхний мираж – «летучий Голландец». Есть изображение судна далеко за горизонтом. Изображение экстраполируем «в небеса».

Выпуклость линии направлена в сторону уменьшения показателя преломления. Показатель преломления выше в нижних слоях воздуха.

Фронт волны – геометрические точки, куда дошла волна за время t.