Основные понятия и определения оптики
1. Закон отражения света: гласит, что угол падения света равен углу отражения. Это означает, что угол между падающим лучом и перпендикуляром к поверхности отражения (нормалью) равен углу между отражённым лучом и нормалью.
Формула: θп = θо, где θп — угол падения, θо — угол отражения.
2. Закон преломления света (Закон Снеллиуса): утверждает, что при переходе света из одной среды в другую его скорость изменяется, а луч преломляется, отклоняясь от своей первоначальной траектории.
Формула: n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2), где n1 и n2 — показатели преломления первой и второй среды, θ1 — угол падения, θ2 — угол преломления.
3. Закон сохранения энергии в оптике: В оптических системах энергия сохраняется, и световой поток, проходящий через систему, остаётся постоянным (если не происходит поглощения). Это означает, что интенсивность света в разных частях системы зависит от распределения его энергии.
4. Индекс преломления среды — это величина, которая характеризует, во сколько раз скорость света в вакууме больше скорости света в данной среде. Чем больше индекс преломления, тем сильнее преломляется свет.
Формула: n = c / v, где c — скорость света в вакууме, v — скорость света в среде.
5. Абсолютное преломление — это показатель преломления, который характеризует способность среды замедлять свет.
6. Относительное преломление — это отношение индекса преломления двух сред.
7. Линза — это прозрачное тело, ограниченное двумя криволинейными поверхностями, которое преломляет свет и фокусирует его в определённой точке.
Основные типы линз: собирающая линза (выпуклая) и рассеивающая линза (вогнутая).
Для линзы существует важная формула, которая связывает фокусное расстояние (f), расстояние до объекта (do) и расстояние до изображения (di).
Формула: 1/f = 1/do + 1/di.
8. Дисперсия — это явление разложения света на составляющие его цветовые компоненты при прохождении через прозрачную среду. Это происходит из-за того, что разные длины волн света преломляются по-разному.
9. Закон обратных квадратов: гласит, что интенсивность света уменьшается с увеличением расстояния от источника света, как обратно пропорциональная квадрату расстояния.
Формула: I = P / (4πr²), где I — интенсивность, P — мощность источника света, r — расстояние от источника.
10. Рефракционные изображения образуются в результате преломления света, а отражённые — в результате его отражения. Оба типа изображений могут быть реальными или мнимыми, в зависимости от ситуации.
11. Преломление в различных средах: При переходе света через границу двух сред его скорость изменяется, что вызывает преломление. Например, при переходе из воздуха в воду свет замедляется, что вызывает его отклонение от первоначальной траектории.