როგორია სინათლის ოპტიკური და გეომეტრიული გზა. გეომეტრიული ოპტიკა. სინათლის ასახვის კანონი

(4)-დან გამომდინარეობს, რომ ორი თანმიმდევრული სინათლის სხივის დამატების შედეგი დამოკიდებულია როგორც ბილიკის განსხვავებაზე, ასევე სინათლის ტალღის ტალღის სიგრძეზე. ტალღის სიგრძე ვაკუუმში განისაზღვრება იმ რაოდენობით, სადაც თან= 310 8 მ/წმ არის სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში და - სინათლის ვიბრაციის სიხშირე. სინათლის v სიჩქარე ნებისმიერ ოპტიკურად გამჭვირვალე გარემოში ყოველთვის ნაკლებია ვიდრე სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში და თანაფარდობა
დაურეკა ოპტიკური სიმკვრივეოთხშაბათი. ეს მნიშვნელობა რიცხობრივად უდრის გარემოს აბსოლუტურ რეფრაქციულ ინდექსს.

სინათლის ვიბრაციის სიხშირე განსაზღვრავს ფერისინათლის ტალღა. ერთი გარემოდან მეორეში გადასვლისას ფერი არ იცვლება. ეს ნიშნავს, რომ სინათლის ვიბრაციის სიხშირე ყველა მედიაში ერთნაირია. მაგრამ შემდეგ, როდესაც სინათლე გადადის, მაგალითად, ვაკუუმიდან რეფრაქციული ინდექსის მქონე გარემოში ნტალღის სიგრძე უნდა შეიცვალოს
, რომელიც შეიძლება გარდაიქმნას შემდეგნაირად:

,

სადაც  0 არის ტალღის სიგრძე ვაკუუმში. ანუ, როდესაც სინათლე ვაკუუმიდან ოპტიკურად უფრო მჭიდრო გარემოში გადადის, სინათლის ტალღის სიგრძე არის მცირდებავ ნერთხელ. გეომეტრიულ გზაზე
ოპტიკური სიმკვრივის მქონე გარემოში ნმოერგება

ტალღები. (5)

სიდიდე
დაურეკა ოპტიკური ბილიკის სიგრძემსუბუქი მატერიაში:

ოპტიკური ბილიკის სიგრძე
ნივთიერებაში სინათლეს ეწოდება ამ გარემოში მისი გეომეტრიული ბილიკის სიგრძის ნამრავლი გარემოს ოპტიკური სიმკვრივით:

.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ (იხ. მიმართება (5)):

ნივთიერების სინათლის ოპტიკური ბილიკის სიგრძე რიცხობრივად უდრის ვაკუუმში ბილიკის სიგრძეს, რომელზედაც სინათლის ტალღების იგივე რაოდენობა ჯდება ნივთიერების გეომეტრიულ სიგრძეზე.

იმიტომ რომ ჩარევის შედეგი დამოკიდებულია ფაზის ცვლაჩარევის სინათლის ტალღებს შორის, მაშინ აუცილებელია ჩარევის შედეგის შეფასება ოპტიკურიგანსხვავება ორი სხივის გზაზე

,

რომელიც შეიცავს იმავე რაოდენობის ტალღებს მიუხედავად იმისასაშუალების ოპტიკურ სიმკვრივეზე.

2.1.3 ჩარევა თხელ ფენებში

სინათლის სხივების "ნახევრებად" დაყოფა და ჩარევის ნიმუშის გამოჩენა ასევე შესაძლებელია ბუნებრივ პირობებში. ბუნებრივი "მოწყობილობები" სინათლის სხივების "ნახევრებად" დაყოფისთვის არის, მაგალითად, თხელი ფილმები. სურათი 5 გვიჩვენებს თხელი გამჭვირვალე ფილმი სისქით , რომელსაც კუთხით პარალელური სინათლის სხივების სხივი ინციდენტია (სიბრტყის ელექტრომაგნიტური ტალღა). სხივი 1 ნაწილობრივ აირეკლება ფირის ზედა ზედაპირიდან (სხივი 1) და ნაწილობრივ ირღვევა ფილმის შიგნით.

ki გარდატეხის კუთხით ... გარდატეხილი სხივი ნაწილობრივ აირეკლება ქვედა ზედაპირიდან და გამოდის ფილიდან 1 სხივის პარალელურად (სხივი 2). თუ ეს სხივები მიმართულია შემგროვებელი ლინზისკენ ლ, შემდეგ E ეკრანზე (ლინზის ფოკალურ სიბრტყეში) ჩაერევიან. ჩარევის შედეგი დამოკიდებული იქნება ოპტიკურიგანსხვავება ამ სხივების გზაზე "გაყოფის" წერტილიდან
შეხვედრის პუნქტამდე
... ფიგურა აჩვენებს ამას გეომეტრიულიამ სხივების ბილიკებში განსხვავება უდრის განსხვავებას გეომ . =ABC-Aდ.

ჰაერში სინათლის სიჩქარე თითქმის უდრის სინათლის სიჩქარეს ვაკუუმში. ამრიგად, ჰაერის ოპტიკური სიმკვრივე შეიძლება იქნას მიღებული როგორც ერთეული. თუ ფირის მასალის ოპტიკური სიმკვრივე ნ, მაშინ ფილმში რეფრაქციული სხივის ოპტიკური ბილიკის სიგრძე არის ABCნ... გარდა ამისა, როდესაც სხივი 1 აისახება ოპტიკურად უფრო მკვრივი გარემოდან, ტალღის ფაზა იცვლება საპირისპიროდ, ანუ იკარგება ნახევარი ტალღა (ან პირიქით - შეძენილი). ამრიგად, ამ სხივების ოპტიკური ბილიკის განსხვავება უნდა იყოს ჩაწერილი ფორმით

 საბითუმო . = ABCნ – ახ.წ  / . (6)

ფიგურა აჩვენებს ამას ABC = 2დ/ cos რ, ა

AD = ACცოდვა მე = 2დტგ რცოდვა მე.

თუ დავსვამთ ჰაერის ოპტიკურ სიმკვრივეს ნ ვ= 1, მაშინ ცნობილი სკოლის კურსიდან სნელის კანონიიძლევა რეფრაქციულ ინდექსს (ფილის ოპტიკური სიმკვრივე) დამოკიდებულებას

... (6a)

ამ ყველაფრის (6) ჩანაცვლებით, გარდაქმნების შემდეგ ვიღებთ შემდეგ მიმართებას ინტერფერენციული სხივების ოპტიკური ბილიკის სხვაობისთვის:

იმიტომ რომ როდესაც სხივი 1 აისახება ფილიდან, ტალღის ფაზა შებრუნებულია, შემდეგ პირობები (4) მაქსიმალური და მინიმალური ჩარევისთვის შებრუნებულია:

- მდგომარეობა მაქს

- მდგომარეობა წთ. (8)

შეიძლება იმის ჩვენება, რომ გავლისშუქი თხელი ფილმის მეშვეობით, ასევე ჩნდება ჩარევის ნიმუში. ამ შემთხვევაში, ნახევარი ტალღის დაკარგვა არ იქნება და პირობები (4) დაკმაყოფილებულია.

ამრიგად, პირობები მაქსდა წთთხელი ფენიდან არეკლილი სხივების ჩარევის შემთხვევაში, განისაზღვრება ოთხ პარამეტრს შორის (7) მიმართებით -
Აქედან გამომდინარეობს, რომ:

1) "კომპლექსურ" (არამონოქრომატულ) შუქზე ფილმი შეღებილი იქნება იმ ფერით, რომლის ტალღის სიგრძეც. აკმაყოფილებს პირობას მაქს;

2) სხივების დახრილობის შეცვლა ( ), შეგიძლიათ შეცვალოთ პირობები მაქს, გახადეთ ფილმი მუქი, შემდეგ მსუბუქი, ხოლო ფილმის განათებისას სინათლის სხივების განსხვავებული სხივით, შეგიძლიათ მიიღოთ ზოლები« თანაბარი დახრილობა„მდგომარეობის შესაბამისი მაქსდაცემის კუთხით ;

3) თუ ფილმს აქვს სხვადასხვა სისქე სხვადასხვა ადგილას ( ), შემდეგ გამოჩნდება თანაბარი სისქის ზოლებირომელზედაც შესრულებულია პირობები მაქსსისქის მიხედვით ;

4) გარკვეულ პირობებში (პირობები წთფილმზე სხივების ვერტიკალური დაცემით), ფილმის ზედაპირებიდან არეკლილი სინათლე ჩაქრება ერთმანეთს და ანარეკლებიფილმიდან არ იქნება.

1. ოპტიკური ბილიკის სიგრძე არის მოცემულ გარემოში სინათლის ტალღის გზის d გეომეტრიული სიგრძის ნამრავლი ამ გარემოს n-ის აბსოლუტური გარდატეხის ინდექსით.

2. ორი თანმიმდევრული ტალღის ფაზური სხვაობა ერთი წყაროდან, რომელთაგან ერთი გადის გზას აბსოლუტური გარდატეხის ინდექსის მქონე გარემოში, ხოლო მეორე - ბილიკის სიგრძე გარემოში აბსოლუტური გარდატეხის ინდექსით:

სადაც,, λ არის სინათლის ტალღის სიგრძე ვაკუუმში.

3. თუ ორი სხივის ოპტიკური ბილიკის სიგრძე ტოლია, მაშინ ასეთ ბილიკებს ტავტოქრონი ეწოდება (ფაზურ განსხვავებას არ შემოაქვს). ოპტიკურ სისტემებში, რომლებიც იძლევა სინათლის წყაროს სტიგმატურ გამოსახულებებს, ტავქრონიკულობის პირობას აკმაყოფილებს სხივების ყველა ბილიკი, რომელიც გამოდის წყაროს ერთი და იგივე წერტილიდან და გროვდება გამოსახულების შესაბამის წერტილში.

4. რაოდენობას ეწოდება ორი სხივის ოპტიკური ბილიკის განსხვავება. ინსულტის განსხვავება დაკავშირებულია ფაზის განსხვავებასთან:

თუ ორ სინათლის სხივს აქვს საერთო საწყისი და დასასრული წერტილები, მაშინ ასეთი სხივების ოპტიკური ბილიკის სიგრძის განსხვავება ე.წ. ოპტიკური ბილიკის განსხვავება

მაქსიმალური და მინიმალური ჩარევის პირობები.

თუ ვიბრატორების A და B ვიბრაციები ემთხვევა ფაზაში და აქვთ თანაბარი ამპლიტუდა, მაშინ აშკარაა, რომ შედეგად მიღებული გადაადგილება C წერტილში დამოკიდებულია ორი ტალღის გზაზე განსხვავებაზე.

მაქსიმალური პირობები:

თუ ამ ტალღების ბილიკების სხვაობა ტოლია ტალღების მთელი რიცხვის (ანუ ნახევრად ტალღების ლუწი რაოდენობა)

Δd = kλ, სადაც k = 0, 1, 2, ..., მაშინ ჩარევის მაქსიმუმი იქმნება ამ ტალღების სუპერპოზიციის წერტილში.

მაქსიმალური მდგომარეობა:

მიღებული რხევის ამპლიტუდა A = 2x 0 .

მინიმალური მდგომარეობა:

თუ ამ ტალღების გზის სხვაობა ტოლია ნახევრად ტალღების კენტი რაოდენობის, მაშინ ეს ნიშნავს, რომ ვიბრატორების ტალღები A და B ანტიფაზაში მივა C წერტილამდე და გააუქმებს ერთმანეთს: მიღებული რხევის ამპლიტუდა არის A = 0.

მინიმალური მდგომარეობა:

თუ Δd არ არის ნახევარტალღების მთელი რიცხვის ტოლი, მაშინ 0< А < 2х 0 .

სინათლის დეფრაქციის ფენომენი და მისი დაკვირვების პირობები.

თავდაპირველად, დიფრაქციის ფენომენი ინტერპრეტირებული იყო, როგორც ტალღა დაბრკოლების გარშემო, ანუ ტალღის შეღწევა გეომეტრიული ჩრდილის რეგიონში. თანამედროვე მეცნიერების თვალსაზრისით, დიფრაქციის განმარტება, როგორც დაბრკოლების ირგვლივ სინათლის მოხვევა, აღიარებულია, როგორც არასაკმარისი (ზედმეტად ვიწრო) და არც ისე ადეკვატური. ამრიგად, დიფრაქცია დაკავშირებულია ფენომენების ძალიან ფართო სპექტრთან, რომლებიც წარმოიქმნება ტალღების გავრცელების დროს (მათი სივრცითი შეზღუდვის გათვალისწინების შემთხვევაში) არაჰომოგენურ გარემოში.

ტალღების დიფრაქცია შეიძლება გამოვლინდეს:

ტალღების სივრცითი სტრუქტურის გარდაქმნაში. ზოგიერთ შემთხვევაში, ასეთი ტრანსფორმაცია შეიძლება ჩაითვალოს დაბრკოლებების ტალღების მიერ „დახრილობად“, სხვა შემთხვევებში - როგორც ტალღის სხივების გავრცელების კუთხის გაფართოება ან მათი გადახრა გარკვეული მიმართულებით;

ტალღების დაშლისას მათ სიხშირის სპექტრში;

ტალღების პოლარიზაციის ტრანსფორმაციაში;

ტალღების ფაზური სტრუქტურის შეცვლაში.

ყველაზე კარგად შესწავლილი ელექტრომაგნიტური (კერძოდ, ოპტიკური) და აკუსტიკური ტალღების, აგრეთვე გრავიტაციულ-კაპილარული ტალღების (ტალღები სითხის ზედაპირზე) დიფრაქციაა.

დიფრაქციის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი განსაკუთრებული შემთხვევაა სფერული ტალღის დიფრაქცია რომელიმე დაბრკოლებაზე (მაგალითად, ლინზის ლულაზე). ამ დიფრაქციას ფრენელის დიფრაქცია ეწოდება.

ჰიუგენს-ფრენელის პრინციპი.

ჰიუგენს-ფრენელის პრინციპის მიხედვითსინათლის ტალღა აღგზნებული წყაროთი სშეიძლება წარმოდგენილი იყოს თანმიმდევრული მეორადი ტალღების სუპერპოზიციის შედეგად. ტალღის ზედაპირის ყველა ელემენტი ს(ნახ.) ემსახურება მეორადი სფერული ტალღის წყაროს, რომლის ამპლიტუდა პროპორციულია ელემენტის მნიშვნელობისა. dS.

ამ მეორადი ტალღის ამპლიტუდა მცირდება მანძილით რმეორადი ტალღის წყაროდან კანონის მიხედვით დაკვირვების პუნქტამდე 1 / რ... ამიტომ, თითოეული საიტიდან dSტალღის ზედაპირი დაკვირვების წერტილამდე რელემენტარული ვიბრაცია მოდის:

სად ( ωt + α 0) არის რხევის ფაზა ტალღის ზედაპირის ადგილას ს, კ- ტალღის ნომერი, რ- ზედაპირის ელემენტისგან დაშორება dSაზრამდე პრომელშიც ყოყმანი მოდის. ფაქტორი a 0განისაზღვრება ელემენტის სუპერპოზიციის ადგილზე სინათლის რხევის ამპლიტუდით dS... კოეფიციენტი კდამოკიდებულია კუთხეზე φ ნორმალურ საიტს შორის dSდა მიმართულება წერტილამდე რ... ზე φ = 0 ეს კოეფიციენტი არის მაქსიმალური და φ / 2ეს არის ნული.
შედეგად მიღებული რხევა წერტილში რარის ვიბრაციების (1) სუპერპოზიცია, რომელიც აღებულია მთელ ზედაპირზე ს:

ეს ფორმულა არის ჰიუგენს-ფრესნელის პრინციპის ანალიტიკური გამოხატულება.

დავუშვათ, რომ O სივრცის რაღაც მომენტში ტალღა იყოფა ორ თანმიმდევრულ. ერთი მათგანი გადის გზას S 1 გარემოში გარდატეხის ინდექსით n 1, ხოლო მეორე გადის გზას S 2 გარემოში n 2 ინდექსით, რის შემდეგაც ტალღები თავსდება P წერტილში. თუ მოცემულ დროს ტტალღის ფაზები O წერტილში ერთნაირი და ტოლია j 1 = j 2 = w ტ, მაშინ P წერტილში ტალღების ფაზები შესაბამისად თანაბარი იქნება

სადაც v 1და v 2- ფაზის სიჩქარე მედიაში. ფაზის სხვაობა δ P წერტილში ტოლი იქნება

სადაც ვ 1 =გ/ნ 1 , ვ 2 =გ/ნ 2. ამ რაოდენობების ჩანაცვლებით (2) მივიღებთ

ვინაიდან, სადაც l 0 არის სინათლის ტალღის სიგრძე ვაკუუმში, მაშინ

ოპტიკური ბილიკის სიგრძე Lამ გარემოში ეწოდება მანძილის ნამრავლი სგავლილი სინათლით გარემოში, გარემოს აბსოლუტური რეფრაქციული ინდექსით ნ:

L = S n.

ამრიგად, (3)-დან გამომდინარეობს, რომ ფაზის ცვლილება განისაზღვრება არა უბრალოდ მანძილით სდა ოპტიკური ბილიკის სიგრძე ლმოცემულ გარემოში. თუ ტალღა გადის რამდენიმე მედიაში, მაშინ L = Σn i S i... თუ გარემო ოპტიკურად არაერთგვაროვანია (n ≠ const), მაშინ.

რაოდენობა δ შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც:

სადაც L 1და L 2- ოპტიკური ბილიკის სიგრძე შესაბამის მედიაში.

მნიშვნელობა უდრის განსხვავებას ორი ტალღის ოპტიკურ ბილიკის სიგრძეებს შორის Δ opt = L 2 - L 1

უწოდებენ ოპტიკური ბილიკის განსხვავება... მაშინ δ-სთვის გვაქვს:

ორი ჩარევის ტალღის ოპტიკური ბილიკის სიგრძის შედარება შესაძლებელს ხდის მათი ჩარევის შედეგის პროგნოზირებას. იმ პუნქტებზე, რისთვისაც

შეინიშნება სიმაღლეები(ოპტიკური ბილიკის სხვაობა უდრის ვაკუუმში ტალღის სიგრძის მთელ რიცხვს). მაქსიმალური შეკვეთა მგვიჩვენებს, თუ რამდენი ტალღის სიგრძეა ვაკუუმში, ჩარევის ტალღების ოპტიკური ბილიკის განსხვავება. თუ ქულები აკმაყოფილებს პირობას

ოპტიკური ბილიკის სიგრძე

ოპტიკური ბილიკის სიგრძეგამჭვირვალე გარემოს A და B წერტილებს შორის არის მანძილი, რომელზედაც სინათლე (ოპტიკური გამოსხივება) გავრცელდება ვაკუუმში A-დან B-მდე გავლისას. ოპტიკური ბილიკის სიგრძე ერთგვაროვან გარემოში არის სინათლის მიერ გავლილი მანძილის ნამრავლი საშუალო გარდატეხის ინდექსით n გარდატეხის ინდექსით:

არაჰომოგენური გარემოსთვის აუცილებელია გეომეტრიული სიგრძის ისეთ მცირე ინტერვალებად დაყოფა, რომ ამ ინტერვალში შეიძლება ჩაითვალოს გარდატეხის ინდექსი მუდმივი:

მთლიანი ოპტიკური ბილიკის სიგრძე გამოიხატება ინტეგრირებით:

ფონდი ვიკიმედია. 2010 წელი.

ნახეთ, რა არის „ოპტიკური ბილიკის სიგრძე“ სხვა ლექსიკონებში:

სინათლის სხივის ბილიკის სიგრძისა და გარემოს გარდატეხის ინდექსის ნამრავლი (გზა, რომელსაც სინათლე ერთდროულად გაივლის, ვაკუუმში გავრცელებით) ... დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი

გამჭვირვალე გარემოს A და B წერტილებს შორის, მანძილი, რომელზედაც სინათლე (ოპტიკური გამოსხივება) გავრცელდება ვაკუუმში იმ დროს, რაც მას სჭირდება A-დან B-მდე გადაადგილებისთვის. ვინაიდან სინათლის სიჩქარე ნებისმიერ გარემოში ნაკლებია მის სიჩქარეზე ვაკუუმში, O.d ... ფიზიკური ენციკლოპედია

უმოკლეს მანძილი, რომელსაც გადამცემის ტალღის ფრონტი გადის მისი გასასვლელი ფანჯრიდან მიმღების შესასვლელ ფანჯარამდე. წყარო: NPB 82 99 EdwART. უსაფრთხოებისა და ხანძარსაწინააღმდეგო აღჭურვილობის ტერმინებისა და განმარტებების ლექსიკონი, 2010 წ. სასწრაფო დახმარების ლექსიკონი

ოპტიკური ბილიკის სიგრძე- (ს) სხვადასხვა გარემოში მონოქრომატული გამოსხივებით დაფარული მანძილების ნამრავლების ჯამი ამ გარემოს შესაბამისი რეფრაქციული მაჩვენებლების მიხედვით. [GOST 7601 78] თემები ოპტიკა, ოპტიკური ხელსაწყოები და გაზომვები ზოგადი ტერმინები ოპტიკური ... ... ტექნიკური თარჯიმნის სახელმძღვანელო

სინათლის სხივის ბილიკის სიგრძისა და გარემოს გარდატეხის ინდექსის ნამრავლი (გზა, რომელსაც სინათლე ერთდროულად გაივლის, ვაკუუმში გავრცელებით). * * * ოპტიკური გზის სიგრძე ოპტიკური გზის სიგრძე, სინათლის სხივის ბილიკის სიგრძის ნამრავლი ... ... ენციკლოპედიური ლექსიკონი

ოპტიკური ბილიკის სიგრძე- optinis kelio ilgis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. ოპტიკური ბილიკის სიგრძე vok. optische Weglänge, f rus. ოპტიკური ბილიკის სიგრძე, f pranc. longueur de trajet optique, f ... Fizikos terminų žodynas

ოპტიკური გზა გამჭვირვალე გარემოს A და B წერტილებს შორის; მანძილი, რომელზედაც სინათლე (ოპტიკური გამოსხივება) გავრცელდებოდა ვაკუუმში მისი A-დან B-მდე გადასვლისას. ვინაიდან სინათლის სიჩქარე ნებისმიერ გარემოში ნაკლებია მის სიჩქარეზე ... ... დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია

სინათლის სხივის ბილიკის სიგრძის ნამრავლი გარემოს გარდატეხის ინდექსით (გზა, რომლისკენაც სინათლე ერთსა და იმავე დროს გაივლიდა ვაკუუმში გავრცელებით) ... ბუნებისმეტყველება. ენციკლოპედიური ლექსიკონი

გეომ კონცეფცია. და ტალღური ოპტიკა, გამოიხატება მანძილების ნამრავლების ჯამად! გადაცემული რადიაციით დეკომპ. მედია, მედიის შესაბამის რეფრაქციულ მაჩვენებლებს. O. d. P. უდრის მანძილს სინათლის გროვამდე, რომელიც ერთსა და იმავე დროს გაივლიდა, გავრცელდა ... ... დიდი ენციკლოპედიური პოლიტექნიკური ლექსიკონი

გზის სიგრძე გამჭვირვალე გარემოს A და B წერტილებს შორის არის მანძილი, რომელზედაც სინათლე (ოპტიკური გამოსხივება) გავრცელდება ვაკუუმში იმ დროს, როდესაც მას სჭირდება A-დან B-მდე გადაადგილება გარემოში. ვინაიდან სინათლის სიჩქარე ნებისმიერ გარემოში ნაკლებია მის სიჩქარეზე ვაკუუმში ... ფიზიკური ენციკლოპედია