Геометрическое построение изображения в сферическом зеркале
Физика. Билет №9 (вопрос №1)
Основные понятия геометрической оптики. Законы отражения и преломления света. Сферические зеркала и линзы как оптические приборы. Зависимость фокусного расстояния линзы от ее параметров и окружающей среды. Геометрическое построение изображений в зеркалах и линзах.
Ответ.
Основные понятия геометрической оптики
Луч – это прямая линия, вдоль которой распространяется энергия света.
Оптическая длина луча между двумя точками среды — расстояние, на которое свет (оптическое излучение) распространился бы в вакууме за время его прохождения между этими точками.
Точечный источник света – это идеализация, источник, излучающий свет по всем направлениям равномерно и размерами которого по сравнению с расстоянием, на котором оценивается его действие, можно пренебречь.
Плоскость падения – это плоскость, в которой лежат волновые векторы падающей и отраженных волн (лучей)
Волновая поверхность – геометрическое место точек, колеблющихся синфазно.
Волновой фронт – волновая поверхность, разделяющая еще не возмущенный и возмущенный участки упругой среды (рис. ниже).
Законы отражения и преломления света
Закон отражения: отраженный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред в точке падения; угол отражения β равен углу падения α.
|
|
|
Закон преломления: луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, проведенный к границе раздела в точке падения, лежат в одной плоскости; отношения синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных сред:
n21 – относительный показатель преломления второй среды относительно первой. Среды нумеруются по ходу луча.
Относительный показательный преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления:
Абсолютным показателем преломления среды называется величина n, равная отношению скорости света c электромагнитных волн в вакууме к их вазовой скорости v в среде:
Сферические зеркала
Сферическое зеркало – это зеркально отражающая поверхность, имеющая форму сферического сегмента. Бывают: вогнутые и выпуклые.
1. У вогнутого сферического зеркала фокус действительный.
O – оптический центр зеркала;
P – полюс (вершина сферического сегмента);
F – главный фокус зеркала;
f – фокусное расстояние – расстояние между оптическим центром зеркала (линзы) O и главным фокусом F;
OP – главная оптическая ось:
R – радиус кривизны зеркала.
Если на вогнутое сферическое зеркало падает пучок лучей, параллельный главной оптической оси OP, то 
|
|
|
2. У выпуклого сферического зеркала фокус мнимый.
Основное свойство зеркал (линз) – способность давать изображение предмета.
Изображения бывают:
ü Прямыми и перевернутыми;
ü Действительными и мнимыми;
ü Увеличенными и уменьшенными.
Геометрическое построение изображения в сферическом зеркале
Изображение: перевернутое, действительное, уменьшенное.
a – расстояние от предмета до зеркала;
b – расстояние от зеркала до изображения;
f – фокусное расстояние.
Положение изображения и его размер можно также определить с помощью формулы сферического зеркала:
– оптическая сила линзы. Единицей измерения оптической силы является диоптрия (дптр). Диоптрия – оптическая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м: 1дптр=м-1.
Необходимо учитывать правило знаков:
a>0, b>0 – для действительных предметов и изображений;
a<0, b<0 – для мнимых предметов и изображений;
f >0 – для вогнутого зеркала;
f<0 – для выпуклого зеркала.
Примеры построения изображений в сферическом зеркале
| 
|
| Изображение: прямое, мнимое, увеличенное | Изображение: прямое, мнимое, уменьшенное |
Тонике линзы
|
|
|
Линзой называется прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.
Если толщина самой линзы мала по сравнению с радиусами кривизны сферических поверхностей, то линзу называют тонкой.
Линзы входят в состав практически всех оптических приборов.
Линзы бывают собирающими и рассеивающими.
Собирающая линза в середине толще, чем у краев, рассеивающая линза, наоборот, в средней части тоньше.
Собирающие (a) и рассеивающие (b) линзы и их условные обозначения (стрелки).
Собирающая линза
Рассеивающая линза
O1O2 – главная оптическая ось – прямая, проходящая через центры кривизны O1 и O2 сферических поверхностей;
O1 и O2 – центры сферических поверхностей;
O – оптический центр;
F – главный фокус;
F′ – побочный фокус;
OF′ – побочная оптическая ось;
Ф – фокальная плоскость;
f – фокусное расстояние – расстояние между оптическим центром линзы O и главным фокусом F.
ü Луч света проходит через оптический центр линзы, не отклоняясь от первоначального направления.
ü Фокальная плоскость проходит через главный фокус линзы, перпендикулярно главной оптической оси.
|
|
|
ü У собирающих линз фокусы действительные, у рассеивающих – мнимые.
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 82; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!