5В01110 «Информатика» мамандығы бойынша оқитын курс студенттеріне арналған физика пәнінің оқу-әдістемелік кешені

ГЕОМЕТРИЯЛЫҚ ОПТИКА. ЖАРЫҚТЫҢ ЗАТПЕН ӘСЕРЛЕСУІ

жүктеу 25,66 Mb.

бет	205/320
Дата	01.12.2017
өлшемі	25,66 Mb.
	#2698

1 ... 201 202 203 204 205 206 207 208 ... 320

13. ГЕОМЕТРИЯЛЫҚ ОПТИКА. ЖАРЫҚТЫҢ ЗАТПЕН ӘСЕРЛЕСУІ

Жарық табиғаты және оның таралу механизмi жөнiндегi мәселе Максвелл гипотезасы жауап бердi. Жарықтың ваккумдағы тәжiрибемен өлшенген жылдамдығы мәнiнiң (С=3ּ10⁸м/с) электромагниттiк толқындардың таралу жылдамдығының мәнiмен сәйкес келуi Максвелдiң жарық – электромагниттiк толқындар деп ұйғарым жасауына негiз болды.

Электромагниттік толқындар белгілі бір жылдамдықпен таралады. Максвелла теориясы бойынша, электромагниттік толқынның жылдамдығы біртектi ортада осы ортаның қасиетімен анықталады:

ε және μ— диэлектрлік және магниттік ортаның салыстырмалы өтімділігі ε₀ = 8,85 10^-12а² сек²/н м² и ₀= 4π 10^-7н/а²— электрлік және магниттік тұрақтылар.

Вакуммдағы электромагниттік толқындардың таралу жылдамдықтарын алу үшін соңғы формулаға ε =1, | μ =l қою керек: ν=3ּ10⁸м/с

Бұл жылдамдық вакуумдағы жарық жылдамдығына тең. Бұл қорытындыдан біз жарықтың электромагниттік толқын екеніне көз жеткіземіз.

Электромагниттік өрістегі оптикалық жиілік ауқымы жарық өрісі деп аталады. Оптикалық ауқымы оның екі негізгі ерекшелігіне байланысты.

- оптикалық ауқымда геометриялық оптиканың заңдылықтары орындалады.

- оптикалық ауқымда жарық заттармен өте бұлыңғыр (әлсіз) әсерлеседі. Оптикалық ауқым жарықталынудың келесі түрлерінен тұрады: рентгендік, ультракүлгін (УК), көрінетін, инфрақызыл (ИҚ) сәулелер.

13.1-суретте оптикалық ауқымға сәйкес келетін бөлік электромагниттік толқындардың шкаласында алатын орнын көрсетеді.

13.1-сурет.

Негізгі шама, электромагниттік өрісті анықтайтын, электрлік өріс кернеулік векторы болып табылады, және өріс кернеулігінің магниттік векторы.

Жарық табиғатын анықтаудан бұрын мына заңдылықтар белгілі болған:

Жарықтың түзу сызықты таралу заңы — жарық оптикалық біртекті ортада түзусызықты таралады.

13.2-сурет.

Жарық сәулесі деп — бойымен жарық энергиясы тасымалданатын сызықты айтады.. Біртекті ортада жарық сәулесі түзу сызықты болып келеді. Жарық шоқтарының тәуелсіздік заңдылығы —Жекелеген шоқтардың әсері-онымен бірге басқа шоқтарда әсер етіп тұр ма әлде жоқ па, одан тәуелсіздігі жөніндегі тұжырым.

Жарықтың шағылу заңы — шағылған сәуле, түскен сәуле және түсу нүктесіне тұрғызылған перпендикуляр бір жазықтықта жатады. Шағылу бұрышы i_1,түсу бұрышы i₂-гетең болады.

i₁= i₂

Жарықтың сыну заңдары — түскен сәуле; сынған сәуле және түсу нүктесіне тұрғызылған перпендикуляр бір жазықтықта жатады.

Түсу бұрышы (і₁) синусының сыну бұрышы (і₂) синусына қатынасы берілген екі орта үшін тұрақты шама.
Екі ортаның абсолют сыну көрсеткіштерінің қатынасына тең болатын n₂₁шамасы екінші ортаның бірінші ортаға қатысты сыну көрсеткіші деп аталады.
Яғни, жарықтың сыну заңы мына түрде жазылады:
Ортаның абсалюттік сыну көрсеткіші n, деп электромагниттік толқындардың вакуумдағы жылдамдығының оптикалық ортадағы жылдамдығына қатынасын айтады.

болғандықтан, сыну көрсеткіші

, мұндағы

және

— ортаның электрлік және магниттік өтімділігі.

Е

гер жарық сыну көрсеткіші жоғары n₁ – ге тең ортадан (оптикалық тығыз ортадан) сыну көрсеткіші кем n₂ -ге тең ортаға (оптикалық тығыздығы кем ортаға) өтсе, 3-сурет, онда

болады.

Яғни, i₂ сыну бұрышы i₁түсу бұрышынан үлкен. Егер түсу бұрышын үлкейте бастасақ онда қандай да

13.3-сурет. бір i_шекті бұрышта сыну бұрышы π/2 тең болады. Ал түсу бұрышы i₁> i_шектіболса, онда барлық түскен жарық

жүктеу 25,66 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 201 202 203 204 205 206 207 208 ... 320