Optikadagi ferma prinspi

yoki
	(4.3)

bundan: sin>sin bo’ladi.  va  burchaklar 0 dan 90 oraliqda o’zgaradi. Yuqoridagilardan  >  ekanligi kelib chiqadi, ya’ni (n₂ > n₁).

Muhitning undan o’tayotgan yorug’lik tezligini uning bo’shliqdagi tezligiga nisbatan kamaytirishini xarakterlaydigan kattalik shu muhitning optik zichligi deyiladi. Muhitdagi yorug’lik tezligi uning bo’shliqdagi tezligiga nisbatan qancha kichik bo’lsa, muhitning optik zichligi vakuum zichligidan shuncha katta hisoblanadi. Optik zichlikning moddaning zichligi bilan almashtirib yuborish yaramaydi. Moddalarning zichligi har xil bo’lsa ham ularning optik zichligi bir xil bo’lishi mumkin. Masalan, suv metil spirti, kvars va osh tuzining optik zichliklari bir xil, ammo zichliklari har xildir.
Vakuumning optik zichligi birga teng deb qabul qilingan. Havoning optik zichligi ham amalda vakuumning optik zichligiga teng deb olinadi, chunki yorug’likning havodagi tezligi vakuumdagi tezligining taxminan 0,9997 qismiga tengdir. Shuni qayd qilish kerakki, elektromagnit to’lqinlarning tebranish chastotasi muhitning optik zichligiga bog’liq emas, ya’ni yorug’lik (umuman, elektromagnit to’lqinlar) bir muhitdan ikkinchi muhitga o’tganda uning (ularning) tebranishlar chastotasi o’zgarmaydi. To’lqin uzunligi esa, yorug’likning tarqalish tezligiga to’g’ri proporsional ravishda o’zgaradi. Shuning uchun ham, faqat bitta aniq muhit uchungina elektromagnit to’lqinlarni ularning to’lqin uzunliklari orqali xarakterlash mumkin.
Agar ikkinchi muhitning optik zichligi kichik bo’lsa (n₂ < n₁). U vaqtda  <  bo’ladi, ya’ni singan nur perpendikulyardan uzoqlashadi va  ning qiymatini oshira borsak sinish burchagi 90 ga teng bo’ladi yoki singan nur ikki muhit chegarasi bo’ylab ketadi (1.10-rasm). Sinish burchagi 90 ga teng bo’ladigan tushish burchagiga chegaraviy yoki limit burchak deyiladi. Tushish burchagining undan katta qiymatlarida nur sinmasdan to’laligicha birinchi muhitga qaytadi. Shu hodisaga yorug’likning to’la ichki qaytish hodisasi deyiladi. Shunday qilib, to’la ichki qaytish hodisasi optik zichligi katta muhitdan optik zichligi kichik muhitga o’tganda sodir bo’lar ekan.



1.10-rasm.

1.10-rasmda ₂ =_limit, ₃ > _limit; bo’lgan vaqtda yorug’likning sinish hodisasi bo’lmaydi va faqat yorug’likning qaytish, ya’ni to’la ichki qaytish hodisasi bo’ladi (3).

Tushish burchagi ₂ bo’lganda sinish burchagi 90 bo’ladi. Shishaning havoga nisbatan sindirish ko’rsatkichi n bo’lsin, u holda, yorug’likning sinish qonuniga asosan, quyidagilarni yoza olamiz:

(4.4)

bundan

(4.5)

_yoki

Hosil qilingan bu munosabatdan foydalanib, to’la qaytishning limit burchagi hisoblab chiqariladi. Bu limit burchagi suv uchun (n=1,33) 48,5 ga, shisha uchun (n=1,51) 42 ga, olmos uchun esa (n=2,4) 24,5 ga teng.
To’la qaytishdan turli optik asboblarda, masalan, harbiy durbinlarda, periskoplarda, yorug’lik o’tkazgichlarida foydalaniladi.
Bir qancha hodisalar, masalan, shudring tomchisining quyosh nurida yaltirashi, shulalanuvchi favvoralar, gavharlarning yaltirab ko’rinishi («tovlanishi»), sarob hosil bo’lishi kabi hodisalar yorug’likning qaytishidan kelib chiqadi.
Periskop yordamida yer yuzasidagi obektlarni, chuqurlikdan turib kuzatish mumkin.
4.11-rasmda suv-havo chegarasida to’la ichki qaytish hodisasi keltirilgan.

1.11–rasm. Suv-havo chegarasida to’la ichki qaytish hodisasi; S-nuqtaviy yorug’lik manbai.

Xulosa
Ferma prinsipi - geometrik optikannng asosiy prinsipi. Unga koʻra, yorugʻlik nuri fazodagi ikki nuqta orasida shunday yoʻl boʻyicha tarqaladiki, yorugʻlik bu yoʻlni oʻtishi uchun shu nuqtalarni tutashtiruvchi boshqa yoʻllarga nisbatan yoki eng kam, yoki eng koʻp, yoxud bir xil vaqt sarf qiladi. Ferma prinsipidan geometrik optikaning asosiy qonunlari: yorugʻlikning toʻgʻri chiziq boʻylab tarqalish qonuni, qaytish qonuni va sinish qonuni kelib chiqadi. Ferma prinsipini 1660-yilda P. Ferma taʼriflagan. Difraksiya hodisasini qisobga olish kerak boʻlgan hamma hollarda Ferma prinsipini qoʻllab boʻlmaydi.
Geometrik optikaning asosiy qonunlari. Yorug’lik tabiati haqidagi g’oyalarning rivojlanish tarixi. Nyuton va Gyuygensning g’oyalari. Maksvell va Lorentsning ko’rinishlari. Plank gipotezasi. Yorug’likning korpuskulyar-to’lqinli tabiati.
Fotometriya. Fotometrik kattaliklar (yorug’lik oqimi, yorug’lik intensivligi, yorqinlik, yorqinlik, yorug’lik). Fotometrik kattaliklarning yorug’lik va energiya birliklari o’rtasidagi bog’liqlik. Fotometrik kattaliklarni o’lchash usullari. Subyektiv va obyektiv fotometrlar.
Optika — fiikaning yorug’likning nurlanish, yutilish va tarqalish qonunlarini o’rganadigan bo’limidir. Yorug’lik elektromagnit to’lqinlardan iborat bo’lganligi sababli, optika elektromagnit maydon nazariyasining, ya’ni elektrodinamikaning bir qismi sifatida qaraladi.
Fotometriya. Optikaning yorug’likning energetik xarakteristikalarini o’rganuvchi bo’limi fotometriya deyiladi. Fotometriyada quyidagi kattaliklardan foydalaniladi: — energetik kattaliklar: bunda yorug’likning energetik xarakteristikalari uning qabul qiluvchiga ta’sirini e’tiborga olinmay qaraladi; — yorug’lik xarakteristikalari: bunda yorug’likning ko’zga yoki boshqa qabul qiluvchilarga fíziologik ta’siri e’tiborga olinib, uning kuchi aynan shu ta’sirga asosan baholanadi.
Optikaning amaliy ahamiyati va uning boshqa bilim sohalariga ta’siri juda katta. Teleskop va spektroskopning ixtirosi inson oldida ulkan koinotda sodir bo’ladigan eng ajoyib va ​​eng boy hodisalar olamini ochdi. Mikroskopning ixtirosi biologiyada inqilob qildi. Fotosurat fanning deyarli barcha sohalariga yordam bergan va yordam berishda davom etmoqda. Ilmiy jihozlarning eng muhim elementlaridan biri linzadir. Busiz mikroskop, teleskop, spektroskop, fotoapparat, kino, televizor va boshqalar bo’lmaydi. ko’zoynak bo’lmaydi va 50 yoshdan oshgan ko’plab odamlar o’qish va ko’rish bilan bog’liq ko’plab vazifalarni bajarish imkoniyatidan mahrum bo’lar edi.
Fizik optika tomonidan o’rganiladigan hodisalar sohasi juda keng. Optik hodisalar fizikaning boshqa sohalarida o’rganiladigan hodisalar bilan chambarchas bog’liq bo’lib, optik tadqiqot usullari eng nozik va aniq usullardan biridir. Shu sababli, uzoq vaqt davomida optika juda ko’p fundamental tadqiqotlar va asosiy jismoniy qarashlarni ishlab chiqishda etakchi rol o’ynaganligi ajablanarli emas. O’tgan asrning har ikkala asosiy fizik nazariyasi - nisbiylik nazariyasi va kvant nazariyasi katta darajada optik tadqiqotlar asosida paydo bo’lgan va rivojlanganligini aytish kifoya. Lazerlarning ixtirosi nafaqat optikada, balki uni fan va texnikaning turli sohalarida qo’llashda ham ulkan yangi imkoniyatlar ochdi.
Ma’lumki, yorug’likning biror kichikroq manbai bilan ko’z orasiga tiniqmas buyum joylashtirilsa, yorug’lik manbai ko’rinmay qoladi. Buning sababi shuki, bir jinsli muhitda (masalan, havoda) yorug’lik to’g’ri chiziq bo’ylab tarqaladi. Yorug’likning to’g’ri chiziq bo’ylab tarqalishi juda qadim zamonlarda tajriba yo’li bilan aniqlangan faktdir. Masalan, yorug’likning to’g’ri chiziq bo’ylab tarqalish qonuni yangi eradan 300 yil ilgari yashagan Yevklid asarida bayon etilgan, ammo bu qonun, ehtimol undan ham oldin ma’lum bo’lgandir. Hamma yaxshi biladigan soyaning hosil bo’lish hodisasi yorug’likning bir jinsli muhitda to’g’ri chiziq bo’ylab tarqalishidandir.
Optika – yorug’lik va u bilan bog’liq hodisalar qonunlari haqidagi fan. Qadimda yorug’lik hodisalarining ba’zi qonun (yorug’lik tarqalishining mustaqilligi, yorug’likning bir jinsli muhitda to’g’ri chiziq bo’ylab tarqalishi, yorug’likning qaytish va sinish) lari tajribada aniqlangan.
1. Yorug’likning to’g’ri chiziq bo’ylab tarqalish qonuni. Bir jinsli muhitda yorug’lik to’g’ri chiziq bo’ylab tarqaladi. Bu qonun Evklid (bizning eramizdan 300-yil ilgari) yozgan deb hisoblangan optikaga oid asarda u’chraydi, lekin bu qonun undan ancha ilgari ma’Ium bo’lgan va qollanilib kelgan bolsa kerak. Nuqtaviy yorug’lik manbalari hosil qiladigan keskin soyalar ustida o’tkazilgan kuzatishlar yoki kichik teshiklar yordamida olingan tasvirlar bu qo’nunning tajribada tasdiqlanishidir.
2. Yorug’ik tarqalishining mustaqillik qonuni. Yorug’lik oqimini diafragmalar yordamida ayrim yorug’lik dastalariga ajratish mumkin. Bu ajratilgan yorugMik dastalarining ta’siri mustaqil boMar ekan, ayrim bir dasta hosil qiladigan tasvir, boshqa dastalaming ayni vaqtdagi ta’siriga bog’liq emas. Masalan, fotoapparat obyektiviga keng landshaftdan yorug’lik tushayotgan bo’lsa, u holda yorug’lik dastalarining bir qismini to’sganimizda, boshqa dastalaming beradigan tasviri o’zgarmaydi.
3. Yorug’likning qaytish qonuni. Tushayotgan nur, qaytaruvchi sirtga o’kazilgan normal va qaytgan nur bir tekislikda yotadi, bunda nur bilan normal orasidagi burchak o’zaro teng bo’ladi