Optika fizika sohasi bo'lib, u optik nurlanish (yorug'lik) tabiati, uning tarqalishi va yorug'lik va materiyaning o'zaro ta'siri davomida kuzatiladigan hodisalarni o'rganadi

Kirish

Optika fizika sohasi bo'lib, u optik nurlanish (yorug'lik) tabiati, uning tarqalishi va yorug'lik va materiyaning o'zaro ta'siri davomida kuzatiladigan hodisalarni o'rganadi. Optik nurlanish elektromagnit to'lqinlardir va shuning uchun optika elektromagnit maydon umumiy nazariyasining bir qismidir.
Optika bu qisqa elektromagnit to'lqinlarning tarqalishi bilan bog'liq bo'lgan fizik hodisalar haqidagi ta'limotdir, ularning uzunligi taxminan 10 -5 -10 -7 m ni tashkil qiladi.Elektromagnit to'lqinlar spektrining ushbu muayyan mintaqaning qiymati uning ichida 400- dan to'lqin uzunligi tor doirada joylashganligi bilan izohlanadi. 760 nm ko'zga ko'rinadigan yorug'likning bir qismi inson ko'ziga tushadi. U bir tomondan rentgen nurlari bilan, ikkinchi tomondan radioto'lqinlarning mikroto'lqinli diapazoni bilan cheklangan. Jarayonlar fizikasi nuqtai nazaridan, bunday tor spektrli elektromagnit to'lqinlarning (ko'rinadigan yorug'lik) tarqalishi ko'p ma'noga ega emas, shuning uchun "optik diapazon" atamasi odatda infraqizil va ultrabinafsha nurlanishni ham o'z ichiga oladi.
Optik diapazonning chegaralanishi shartli ravishda va belgilangan doiradagi hodisalarni o'rganish uchun texnik vositalar va usullarning umumiyligi bilan belgilanadi. Ushbu vositalar va usullar chiziqli o'lchamlari nurlanish uzunligidan kattaroq bo'lgan asboblardan foydalangan holda nurlanishning to'lqin xususiyatlariga asoslangan optik ob'ektlarni tasvirlash, shuningdek harakatlari kvant xususiyatlariga asoslangan nur qabul qilgichlardan foydalanish bilan tavsiflanadi.
An'anaga ko'ra, optika odatda geometrik, fizik va fiziologik bo'linadi. Geometrik optika yorug'likning tabiati haqida savol tug'diradi, uning tarqalishining empirik qonunlaridan kelib chiqadi va yoritilgan va turli xil optik xususiyatlarga ega va optik bir hil muhitda chiziqli bo'lgan muhit chegaralarida aks ettirilgan yorug'lik nurlari tushunchasidan foydalanadi. Uning vazifasi yorug'lik nurlarining yo'nalishini sinishi indeksining n koordinatalarga ma'lum bog'liqligi bilan matematik o'rganish yoki aksincha, berilgan yo'l bo'ylab nurlar paydo bo'ladigan shaffof va aks ettiruvchi muhitning optik xususiyatlari va shaklini topishdir. Geometrik optikaning eng katta ahamiyati optik asboblarni hisoblash va loyihalashda - ko'zoynak linzalaridan murakkab linzalarga va ulkan astronomik asboblargacha.
Fizik optika yorug'lik va yorug'lik hodisalarining tabiati bilan bog'liq muammolarni ko'rib chiqadi. Yorug'lik ko'ndalang elektromagnit to'lqinlar ekanligi ta'kidlanishi yorug'likning tarqalishi, shovqin, yorug'likning polarizatsiyasi va anizotrop muhitda tarqalishini ko'p sonli eksperimental tadqiqotlar natijalariga asoslanadi.
Optikaning eng muhim an'anaviy muammolaridan biri bu geometrik shaklda ham, nashrida ham asliga mos keladigan tasvirlarni olish, asosan fizik optikalarni jalb qilgan holda geometrik optika yordamida hal qilinadi. Geometrik optika ob'ektning har bir nuqtasi ob'ekt bilan tasvirning geometrik o'xshashligini saqlab turishda nuqta sifatida namoyon bo'lishi uchun optik tizimni qanday qurish kerakligi haqidagi savolga javob beradi. Bu haqiqiy buzilish manbalari va haqiqiy optik tizimlardagi ularning darajasini ko'rsatadi. Optik tizimlarni qurish uchun kerakli xususiyatlarga ega bo'lgan optik materiallarni ishlab chiqarish texnologiyasi, shuningdek, optik elementlarni qayta ishlash texnologiyasi muhim ahamiyatga ega. Texnologik sabablarga ko'ra, sharsimon yuzali linzalar va nometalllar ko'pincha ishlatiladi, ammo optik tizimlar optik tizimlarni soddalashtirish va yuqori diafragma ostida tasvir sifatini yaxshilash uchun ishlatiladi.
Geometrik optika optikaning juda oddiy holatidir. Aslida, bu to'lqin optikasining soddalashtirilgan versiyasi bo'lib, u interferentsiya va diffraktsiya kabi hodisalarni nazarda tutmaydi va shunchaki anglatmaydi. Bu erda hamma narsa soddalashtirilgan. Va u yaxshi.
Asosiy tushunchalar
Geometrik optika - Shaffof muhitda yorug'lik tarqalishi qonuniyatlari, ko'zgu sirtidan yorug'lik aks ettirish qonunlari, yorug'lik optik tizimlardan o'tganda tasvirni qurish printsiplari muhokama qilinadigan optika bo'limi.
Muhim! Bu barcha jarayonlar yorug'likning to'lqin xususiyatlarini hisobga olmasdan ko'rib chiqiladi!
Hayotda juda soddalashtirilgan model bo'lgan geometrik optika keng qo'llaniladi. Bu klassik mexanika va nisbiylik nazariyasiga o'xshaydi. Klassik mexanika doirasida zaruriy hisob-kitoblarni bajarish osonroq.
Geometrik optikaning asosiy tushunchasi bu nurli nur.
E'tibor bering, haqiqiy yorug'lik chizig'i bo'ylab tarqalmaydi, lekin nurning ko'ndalang kattaligiga bog'liq bo'lgan cheklangan burchak taqsimotiga ega. Geometrik optika nurning ko'ndalang o'lchamlarini e'tiborsiz qoldiradi.
Yorug'likning to'g'ri chiziqli tarqalishi qonuni
Ushbu qonun bizga bir hil muhitda yorug'lik to'g'ri yo'nalishda tarqalishini aytadi. Boshqacha qilib aytganda, A nuqtadan B nuqtasiga qadar yorug'lik engib o'tish uchun minimal vaqtni talab qiladigan yo'l bo'ylab harakatlanadi.
Yorug'lik nurlarining mustaqillik qonuni
Yorug'lik nurlarining tarqalishi bir-biridan mustaqil ravishda sodir bo'ladi. Bu nimani anglatadi? Bu shuni anglatadiki, geometrik optika nurlar bir-biriga ta'sir qilmaydi deb taxmin qiladi. Va ular xuddi boshqa nurlar yo'qday tarqalishdi.
Yorug'lik aks ettirish qonuni
Yorug'lik ko'zgu (aks ettiruvchi) yuzasiga duch kelganda, ko'zgu paydo bo'ladi, ya'ni yorug'lik nurining tarqalishi yo'nalishi o'zgaradi. Shunday qilib, aks ettirish qonunida aytilishicha, hodisa va aks ettirilgan nurlar avj olish nuqtasiga qadar tortilgan normal holat bilan bir xil tekislikda yotadi. Bundan tashqari, tushish burchagi ko'zgu burchagiga teng, ya'ni. normal nurlar orasidagi burchakni ikki teng qismga ajratadi.
Refraktsiya qonuni (Snellius)
Interfeysda ko'zgu bilan bir qatorda, refraktsiya ham uchraydi, ya'ni. nur yoritilgan va singan bo'linadi.

Burilish va sinish burchaklaridagi sinish nisbati doimiy bo'lib, ushbu muhitning sinishi indekslari nisbatiga tengdir. Ushbu qiymat, birinchisiga nisbatan, ikkinchi darajali sinishning indeksi deb ham ataladi.
Bu erda umumiy ichki aks ettirish misolini alohida ko'rib chiqishga arziydi. Yorug'lik optik zichroq muhitdan kamroq zichroq sinish burchagiga tarqalganda, u tushish burchagiga qaraganda kattaroqroq bo'ladi. Shunga ko'ra, moyillik burchagi ortib borishi bilan, sinish burchagi ham oshadi. Muayyan cheklov burchagida sinish burchagi 90 darajaga teng bo'ladi. Buzilish burchagining yanada oshishi bilan yorug'lik ikkinchi muhitga tushmaydi va voqea va aks ettirilgan nurlarning intensivligi teng bo'ladi. Bunga umumiy ichki ko'zgu deyiladi.
Yorug'lik nurlarining qaytarilish qonuni
Tasavvur qiling-a, qandaydir yo'nalishda tarqalayotgan nur bir qator o'zgarishlarga va burilishlarga duch keldi. Yorug'lik nurlarining teskari o'zgarishi qonunida aytilishicha, agar siz ushbu nurga boshqa nurni qo'ysangiz, u avvalgisi kabi, lekin teskari yo'nalishda yuradi.
Biz geometrik optikaning asoslarini o'rganishda davom etamiz va kelajakda turli qonunlarni qo'llash muammolarini hal qilish misollarini ko'rib chiqamiz. Xo'sh, agar sizda biron bir savol bo'lsa, mutaxassislarga to'g'ri javob berish uchun xush kelibsiz talabalar xizmati. Biz har qanday muammoni hal qilishga yordam beramiz!