43. Основы фотометрии и её законы.

Фотометрия - раздел физической оптики, в котором рассматриваются энергетические характеристики оптического излучения в процессе его испускания, распространения и взаимодействием с веществом.

Первый закон освещенности: освещенность поверхности точечным источником прямо пропорциональна силе света источника и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника до освещаемой поверхности

Второй закон освещенности: освещенность поверхности прямо пропорциональна косинусу угла падения лучей

Объединенный закон освещенности: освещенность, создаваемая точечным источником света на некоторой площадке, прямо пропорциональна силе света источника и косинусу угла падения лучей и обратно пропорциональна квадрату расстояния до площадки от источника 44. Геометрическая оптика и её законы. Относительный и абсолютный показатели преломления среды. Полное отражение света.

Геометрическая оптика — раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах без учёта его волновых свойств.

1. Законы прямолинейного распространения света – в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Доказательством является образование тени и полутени.

Световым лучом называется то направление, по которому распространяется свет. Распространяется в виде светового пучка.

2. Закон отражения света

1. отраженный луч лежит в той же плоскости, в которой лежит падающий луч и перпендикуляр к отражающей поверхности, восстановленный в точке падения луча.

2. Угол отражения равен углу падения α=Ƴ

3. Падающий луч и отражённый всегда взаимообратимы.

3. Закон преломления света.

1. Преломленный луч лежит в той же плоскости, в которой лежат падающий луч и перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча к границе разделов двух сред.

2. При всех изменениях углов падения и преломления отношение синуса угла падения к синусу угла преломления для данных двух сред есть величина постоянная, называется показателем преломления второй среды относительно первой. (относительный показатель преломления)Он показывает, насколько среда уменьшает скорость распространения света в себе.

Абсолютный показатель преломления- показатель преломления данного вещества по отношению к вакууму. Указывает во сколько раз скорость света в вакууме больше скорости света в данном веществе. N=

Явление при котором световое излучение полностью отражается от поверхности раздела прозрачных сред, называется полным отражением. Наименьший угол падения, при котором наступает полное отражение, называется предельным углом полного отражения. Используется в оптических приборах: бинокли, перископах.

45. Явление интерференции света. Цвета тонких плёнок. Проблема когерентности. Волновой цуг.

Источники волн, имеющие одинаковую чистоту и разность фаз, называются когерентными.

Интерференция световых волн – сложение двух волн, вследствие котором наблюдается устойчивая во времени картина усиления и ослабления результирующих световых колебаний в различных точках пространства.

Вывод: интерференционная картина тем более выразительна, чем больше расстояние от источников света до экрана и чем меньше расстояние между когерентными источниками света.

Цвета тонких пленок.

Белый свет падает на тонкую пленку. Частично свет отражается от верхней поверхности пленки, частично, пройдя пленку, отражается от ее нижней поверхности. Обе отраженные волны отличаются разностью хода. Белый свет монохроматичен он содержит электромагнитные волны разной длин от 400 до 760нм. Из-за того что разность хода зависит от длины волны, максимумы интерференционной картины для разных длин волн получаются в разных точках приемника. Поэтому пленки имеют радужный окрас.

Проблема когерентности. Волновой цуг.

Атом может находиться в возбужденном состоянии около 10^-8 с и примерно столько же длится процесс излучения. Волна излучаемая атомом может быть в первом приближении представлена в виде волнового цуга- обрывка синусоиды. Длина равна примерно 3*10⁸ м/с * 10^-8 с=3м. На этой длине укладывается около 5*10⁶ длин световых волн. Световая волна представляет собой набор волновых цугов с беспорядочно меняющейся фазой. Две волны, фазы которых меняются случайно и независимо друг от друга называются некогерентными.