Тақырып Геометриялық оптика. Жарықтың затпен әсерлесуі. Негізгі сұрақтар
жүктеу/скачать 171.45 Kb.
|
1 2
file-1737- Бұл бет үшін навигация:
- Жарықтың түзу сызықты таралу заңы
- Шағылу заңы
- Жарықтың сыну заңы
- Максвелл заңы
- Умов-Пойнтинг векторы
|
Тақырып 9. Геометриялық оптика. Жарықтың затпен әсерлесуі. Негізгі сұрақтар: Геометриялық оптиканың негізгі заңдары. Жіңішке линзалар. Линза көмегімен заттардың бейнесі. Лупа. Микроскоп. Талшықты оптика. Жарықтың табиғаты анықталғанға дейін оптиканың негізгі заңдары тағайындалған болатын: біртекті ортада жарықтың түзу сызықты таралу заңы; жарық шоқтарының тәуелсіздік заңы (тек сызықтық оптикада); жарықтың шағылу заңы; жарықтың сыну заңы. 1. Жарықтың түзу сызықты таралу заңы: жарық оптикалық біртекті ортада түзу сызықты таралады. 2. Жарық шоқтарының тәуелсіздік заңы: жеке шоқтың әсері басқа шоқтардың бір мезгілдегі әсерлеріне байланыссыз. 3. Шағылу заңы: шағылған сәуле, түскен сәуле және екі ортаның шекарасына түсірілген перпендикуляр, барлығы бір жазықтықта жатады (88-сурет). шекарасына түсірілген нормаль ( ). Нормаль мен түскен сәуле арасындағы бұрыш түсу бұрышы делінеді. 88-сурет Нормаль мен шағылған сәуле арасындағы бұрыш шағылу бұрышы делінеді. Шағылу бұрышы түсу бұрышына тең болады: (16.1) 4. Жарықтың сыну заңы: түскен сәуле, сынған сәуле және екі ортаның шекарасына түсірілген перпендикуляр барлығы бір жазықтықта жатады. Нормаль мен сәуле арасындағы бұрыш сыну бұрышы делінеді; түсу бұрышының синусының сыну бұрышының синусына қатынасы екінші ортаның бірінші ортаға қатысты салыстырмалы сыну көрсеткіші делінеді. (16.2) – екінші ортаның бірінші ортаға қатысты сыну көрсеткіші (16.3) және – бірінші және екінші ортаның сыну көрсеткіштері. (16.2) пен (16.3) формулаларынан жарықтың сыну заңы (16.4) (16.4) формуласы бойынша жарық сәулелерінің қайтымдылығы көрінеді. шекарасына сәулесі бұрышпен түсетін болса, онда бірінші ортада сәуле бұрышымен сынады ( сәулесі). Сәуле оптикалық тығыздығы үлкен ортадан оптикалық тығыздығы кіші ортаға өтсе ( ), түсу бұрышы сыну бұрышынан кіші болады ( ) (89-сурет, а). 89-сурет а,б,в,г Егер түсу бұрышы үлкейе берсе, сыну бұрышы да үлкейе береді (89-сурет, б,в). Түсу бұрышының бір мғнінде ( ) сыну бұрышы – ге тең болады. Түсу бұрышы болғанда, түскен сәуле түгелдей шағылады (сынған сәуле болмайды). Мұндай жағдай толық шағылу делінеді, түсу бұрышы шекті бұрыш делінеді. (16.4) формула бойынша болғанда шекті бұрыш Айнымалы электр өрісі мен онымен тығыз байланысты магнит өрісі электромагниттік өрісті құрайды. Айнымалы электромагниттік өрістің кеңістікте таралу процессі электромагниттік толқын делінеді. Айнымалы электромагниттік өрістің кернеуліктері , мына типтегі толқындық теңдеулерді қанағаттандырады: мұндағы – фазалық жылдамдық; – Электромагниттік толқындардың фазалық жылдамдығы мына формуламен анықталады: Бұл формула Максвелл заңы делінеді. Мұндағы – жарық жылдамдығы; – электрлік тұрақты; – магниттік тұрақты; – ортаның электрлік өтімділігі; – ортаның магниттік өтімділігі. Вакуумде , болғандықтан электромагниттік толқынның жылдамдығы жарық жылдамдығына тең болады, . болғандықтан заттағы электромагниттік толқын жылдамдығы жарық жылдамдығынан кіші болады. Жалпы алғанда жарық, толқындық теория бойынша, электромагниттік толқын болып табылады. Электромагниттік толқындар көлденең толқындар қатарына жатады. , векторлары бір-біріне перпендикуляр жазықтықта тербеледі және екеуі де толқынның таралу жылдамдығына перпендикуляр болады. Максвелл теңдеулері бойынша , векторлары ғр уақытта бірдей фазада тербеледі. Олар мынадай байланыста болады: . Электромагниттік толқын энергиясының көлемдік тығыздығы электр өрісі энергиясының көлемдік тығыздығы мен магнит өрісі энергиясының көлемдік тығыздығының қосындысына тең болады және векторлары бірдей фазада тербелетіндіктен , өйткені , ендеше Теңдеудің екі жағын да -ға көбейтіп энергия ағынының тығыздығын анықтаймыз және өзара перпендикуляр болғандықтан толқынның таралу бағытымен оң бұрғы жүйесін құрайды, сондықтан векторының бағыты энергияның тасымалдану бағытымен бағыттас болады. Электормагниттік энергия ағынының тығыздық векторы Умов-Пойнтинг векторы делінеді. Электромагниттік өріс импульсі мұнда – электромагниттік өріс энергиясы. Екінші жағынан, өріс вакуумде жылдамдықпен таралатын болғандықтан, импульсті деп жазған жағдайда, масса мен энергияның байланысы шығады жүктеу/скачать 171.45 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2