Похожие презентации:
Оптика. Природа света
1.
Оптика2.
Оптика•Природа света
•Скорость света
•Геометрическая оптика
•Волновая оптика
3.
Геометрическая оптика•Распространение света
•Образование тени и полутени
•Принцип Гюйгенса
•Отражение света
•Преломление света
•Полное внутреннее отражение
•Линзы
•Основные элементы линзы
•Построение в линзе
•Формула тонкой линзы
4.
Волновая оптика•Принцип Гюйгенса
•Дисперсия света
•Интерференция
•Интерференция световых волн
•Интерференция в тонких пленках
•Применение интерференции
•Дифракция
•Дифракция световых волн
•Дифракционная решетка
•Поляризация света
5.
Природа света17 век
Исаак Ньютон
Христиан Гюйгенс
корпускулярная теория
волновая теория
(свет – поток частиц)
(свет – волна)
19 век
Джеймс Кларк Максвелл – электромагнитная природа света
20 век
Макс Планк – квантовая природа света
6.
Скорость света1676 г.
Оле Рёмер
Ио
dЗемли
Земля
Период обращения Земли – 1 год
Период обращения Юпитера – 11,9 лет
света
22 мин
d Земли
км
215000
с
Юпитер
7.
Скорость света1849 г.
Ипполит Физо
источник
км
св ета 313000
с
зубчатое
колесо
полупрозрачная
пластина
t
2S
св ета
2
T
зеркало
8,6 км
T
2 N 2 S
2
2 SN
св ета
св ета 2 N
8.
Скорость светам
8 м
света с 299792458 3 10
с
с
9.
Распространение светаВ однородной среде свет распространяется прямолинейно.
На границе двух сред свет меняет свое направление –
преломляется.
10.
Образование тени и полутениТень образуется, если
размер источника
меньше размера
препятствия.
Полутень образуется,
если размер источника
больше размера
препятствия.
11.
Образование тени и полутениAB BE BD DE
CD DE
DE
12.
Принцип ГюйгенсаКаждая точка среды, до которой дошла волна, сама
становится источником вторичных волн.
точечный
источник
Фронт первичной волны
– это огибающая
фронтов вторичных
волн.
13.
Отражение светаЗакон отражения света: луч падающий на поверхность, луч
отраженный и перпендикуляр, восставленный в точке
падения лежат в одной плоскости; угол отражения равен
углу падения.
А1
В1
D
А2
В2
С
М
N
А
В
14.
Отражение светаА1
В1
D
А2
В2
С
М
N
А
В
AD t CB
0
ADB 90
DBA CAB
BCA 90 0
CAB
DBA
15.
Отражение светаРассеянное отражение
Зеркальное отражение
(шероховатая поверхность)
(гладкая поверхность)
16.
Плоское зеркало17.
Преломление светаЗакон преломления света: луч падающий на поверхность, луч
преломленный и перпендикуляр, восставленный в точке
падения лежат в одной плоскости; отношения синуса угла
падения к синусу угла отражения есть величина постоянная
для данных двух сред.
sin
n
sin
В1
А1
С
М
N
В
А
D
В2
А2
18.
Преломление светаВ1
А1
С
1
2
М
N
В
А
D
В2
А2
CB 1 t AB sin sin 1
n
AD 2 t AB sin sin 2
1 - скорость света в среде 1
2 - скорость света в среде 2
19.
Преломление света1
А1
М
N
А
2
sin
n12
sin
n12 – относительный
показатель преломления
А2
c
c
n1
1
1 n1 n2
n12
c
2 c n1
n2
n2
2
n1 – абсолютный
показатель
преломления среды 1
n2 – абсолютный
показатель
преломления среды 2
20.
Преломление света1
А1
М
N
А
2
А2
n 2 1
sin
n12
sin
n1 2
nв оздуха 1,000292 1
21.
Преломление света22.
Преломление светаПрохождение луча света через призму
1
1
n1
n2
n1<n2
2
2
Если вещество призмы
более плотное чем
окружающая среда, то
луч света, пройдя сквозь
призму отклоняется к ее
основанию.
- преломляющий
угол призмы
23.
Полное отражениеЯвление полного отражения наблюдается при переходе света
из оптически более плотной среды в менее плотную.
n2<n1
М
900
n1
N
0
0
0 - предельный угол полного отражения
0
0
90
0
0
0
900
90
0
0
90
24.
Полное отражение25.
Полное отражениеn2<n1
90
М
n1
0
0
N
0
0
90
sin n 2
sin
n1
sin 0 n2
1
n1
sin 0
n2
0
sin 90
n1
n2
0 arcsin
n1
26.
ЛинзыЛинза - прозрачное тело, ограниченное двумя
сферическими поверхностями.
R
выпуклая линза
R
вогнутая линза
Тонкая линза – это линза, толщина которой во много раз
меньше радиуса кривизны ее поверхностей.
27.
ЛинзыВещество из которого изготовлена линза плотнее
окружающей среды.
28.
ЛинзыХарактеристики изображений в линзе:
•Действительное или мнимое
•Прямое или обратное
•Увеличенное, уменьшенное или равное
29.
ЛинзыОсновные точки, оси и плоскости линзы
F’
B
F
F
0
A
A’
F’
B’
О – оптический центр линзы (проходя через него луч не
преломляется).
30.
ЛинзыОсновные точки, оси и плоскости линзы
F’
B
F
F
0
A’
A
F’
B’
AOA’ – главная оптическая ось (проходит через оптический
центр линзы, перпендикулярно плоскости линзы).
31.
ЛинзыОсновные точки, оси и плоскости линзы
F’
B
F
F
0
A
A’
F’
B’
ВOВ’ – побочная оптическая ось (проходит через
оптический центр линзы, не перпендикулярно плоскости
линзы).
32.
ЛинзыОсновные точки, оси и плоскости линзы
F’
B
F
F
0
A’
A
F’
B’
F,F – главные фокусы линзы (лежат на главной оптической
оси; в них собираются лучи (или продолжения лучей),
которые до прохождения линзы были параллельны главной
оптической оси).
33.
ЛинзыF
F
34.
ЛинзыОсновные точки, оси и плоскости линзы
F’
B
F
F
0
A
A’
F’
B’
F’,F’ – побочные фокусы линзы (лежат на побочной
оптической оси; в них собираются лучи (или продолжения
лучей), которые до прохождения линзы были параллельны
побочной оптической оси).
35.
ЛинзыF’
F’
36.
ЛинзыОсновные точки, оси и плоскости линзы
F’
B
F
F
0
A
A’
F’
B’
F’F- фокальная плоскость (на ней лежат все фокусы линзы).
37.
ЛинзыТри «замечательных» луча линзы.
2
1
3
3
2
1
38.
ЛинзыИзображение:
Действительное
Обратное
Увеличенное
39.
ЛинзыИзображение:
Действительное
Обратное
Уменьшенное
40.
ЛинзыИзображение:
Мнимое
Прямое
Увеличенное
41.
ЛинзыИзображение:
•Мнимое
•Прямое
•Уменьшенное
42.
Линзы43.
Линзы44.
ЛинзыF – фокусное
расстояние линзы
F
F
F м
Оптическая сила линзы:
1
D
F
D дптр диоптрия
1
1 дптр
1м
D>0 - линза собирающая
D<0 - линза рассеивающая
45.
ЛинзыФормула тонкой линзы:
h
1 1 1
F d f
H
F
F
d
f
Увеличение линзы:
H
f
Г
h d
1
F
1
F
1
f
1
f
0 - линза собирающая
0 - линза рассеивающая
0 - изображение
действительное
0 - изображение мнимое
46.
Дисперсия светаБелый свет представляет собой набор
волн различной длины.
400 нм света 760 нм
Свет, представляющий собой набор волн одинаковой длины
– монохроматичный.
Свет, представляющий собой набор волн различных длин –
полихроматичный. (Белый свет является
полихроматичным).
47.
Дисперсия светаДисперсия – разложение света в спектр.
От латинского слова dispersio – рассеяние.
400 нм
УФ
500 нм
Длины волн в вакууме
600 нм
700 нм
ИК
48.
Дисперсия светаПричиной дисперсии является различие показателей
преломления для волн разной длины. (сильнее всего
преломляется фиолетовый свет, слабее всего преломляется
красный свет).
Исаак Ньютон наблюдал
дисперсию, пропуская свет
через призму.
э
к
р
а
н
49.
Дисперсия света50.
Дисперсия светаnф nкр
с ф кр
nср
ср
ср ср
с 0
с
ср
пср
ср
0
пср
51.
Дисперсия светаПример дисперсии света – радуга. (Разложение света в
спектр происходит из-за преломления лучей сферическими
капельками воды и отражения от их внутренней
поверхности.)
солнечный свет
капли воды
к наблюдателю
52.
Интерференция светаИнтерференция – явление сложения волн в пространстве.
От латинских слов
inter – взаимно,
между собой и ferio –
ударяю, поражаю.
Для образования устойчивой интерференционной
картины необходимо, чтобы источники волн имели
одинаковую частоту и разность фаз их колебаний была
постоянна.
Источники, удовлетворяющие этим условиям,
называются когерентными. (От латинского слова
cohaereus – взаимосвязанный).
53.
Интерференция светаd1
S1
d2
А
d
d d 2 d1 разность хода
1
S2
X
Если волны приходят в точку А в
одинаковой фазах, то в точке А
наблюдается максимум – волны
усиливают друг друга.
Условие max:
0
итог
S
d k
k 0,1,2,3....
2
d
54.
Интерференция светаd1
S1
d2
А
d
d d 2 d1 разность хода
S2
X
Если волны приходят в точку
А в противоположных фазах,
то в точке А наблюдается
минимум – волны ослабляют
друг друга.
Условие min: d 2k 1
k 0,1,2,3....
1
2
0
S
2
итог
d
55.
Интерференция света56.
Интерференция светаОдно из применений интерференции – просветление оптики.
1
nп
2
h
nпленки nстекла
nс
пленки
nпленки
пленки
2h
2
2nпленки
h
4nпленки
57.
ДифракцияДифракция – явление огибания волной препятствия.
От латинского
слова difraktus –
разломанный.
58.
Дифракцияmin
max
Дифракция – результат интерференции вторичных волн.
59.
Дифракция светаИзменяется ширина щелей
1802 г.
Томас Юнг
60.
Дифракция света1802 г.
Томас Юнг
Изменяется расстояние
между щелями
61.
Дифракция светаПринцип Гюйгенса – Френеля: волновая поверхность в
любой момент времени представляет собой не просто
огибающую вторичных волн, а результат их интерференции.
R
a
S
b
B
62.
Дифракционная решеткаДифракционная решетка представляет собой совокупность
большого числа узких щелей, разделенных непрозрачными
промежутками.
d1
d
d2
d1>d2
d – период (постоянная)
дифракционной решетки.
1
d
N
d м
N – число штрихов на 1 м.
63.
Дифракционная решеткаmax или min
a
0
d
L
d k
d sin k
d d sin
64.
Дифракционная решеткаmax или min
a
0
L
d sin k
sin ~
a
sin
L
d
sin
d
dL
a
d
65.
Дифракционная решетка3 min
3 max
2 min
2 max
1 min
2 min
1 max главный 1 max
max
d sin k d k
sin ~
1 min
гл. max : k 0
1 max : k 1
2 max : k 2
.................
n max : k n
3 min
2 max
d 2k 1
3 max
2
1 min : k 0
2 min : k 1
3 min : k 2
.................
n min : k n 1
66.
Дифракционная решетка3 min
3 max
2 min
2 max
d sin k
sin ~
1 min
1 min
2 min
1 max главный 1 max
max
3 min
2 max
3 max
67.
Дифракционная решеткаМаксимальный порядок спектра.
d sin k
max 90 sin max 1
0
d 1 k max
k max
d
68.
Дифракционная решеткаДифракционная картина от дифракционной решетки:
Дифракционная картина от двух щелей:
69.
Поляризация светаСвет – электромагнитная волна – поперечная волна.
70.
Поляризация светаЕстественный (неполяризованный) свет – свет, в котором
присутствуют все возможные направления вектора
напряженности.
Е
Поляризованный свет – свет, в котором присутствует
только одно направление вектора напряженности.
Е
Е
Е
71.
Поляризация светаСвет поляризуется
-при прохождении через поляроид
-при отражении и преломлении
72.
Поляризация светаСвет поляризуется при прохождении через поляроид.
Свет не
проходит
Неполяризованный
свет
Поляризованный
свет
73.
Поляризация светаПоляроид – вещество, вызывающее поляризацию света.
74.
Поляризация светаПри отражении и преломлении свет поляризуется.
Частичная поляризация
Полная поляризация
Б
Б - угол Брюстера
tg Б 1
90
0