Care este calea optică și geometrică a luminii. Optica geometrica. Legea reflexiei luminii
Din (4) rezultă că rezultatul adunării a două fascicule de lumină coerente depinde atât de diferența de cale, cât și de lungimea de undă a undei luminoase. Lungimea de undă în vid este determinată de mărimea , unde din=310 8 m/s este viteza luminii în vid și 
este frecvența vibrațiilor luminii. Viteza luminii v în orice mediu transparent optic este întotdeauna mai mică decât viteza luminii în vid și raportul 
numit densitate optica mediu inconjurator. Această valoare este numeric egală cu indicele absolut de refracție al mediului.
Frecvența vibrațiilor luminii determină culoare undă de lumină. La trecerea de la un mediu la altul, culoarea nu se schimbă. Aceasta înseamnă că frecvența vibrațiilor luminii în toate mediile este aceeași. Dar apoi, în timpul tranziției luminii, de exemplu, de la vid la un mediu cu indice de refracție n lungimea de undă trebuie să se schimbe 
, care poate fi convertit astfel:
,
unde 0 este lungimea de undă în vid. Adică, atunci când lumina trece de la vid într-un mediu optic mai dens, lungimea de undă a luminii scadeîn n o singura data. Pe calea geometrică 
într-un mediu cu densitate optică nîntâlni
valuri. (cinci)
Valoare 
numit lungimea căii optice lumină în materie
Lungimea traseului optic 
lumina dintr-o substanță este produsul lungimii traseului geometric în acest mediu și a densității optice a mediului:
.
Cu alte cuvinte (vezi relația (5)):
Lungimea căii optice a luminii în materie este numeric egală cu lungimea căii în vid, pe care se potrivește același număr de unde luminoase ca și pe lungimea geometrică în materie.
pentru că rezultatul interferenței depinde de schimbare de fazăîntre undele luminoase interferente, atunci este necesar să se evalueze rezultatul interferenței optic diferența de drum a două fascicule
,
care conţine acelaşi număr de valuri indiferent asupra densității optice a mediului.
2.1.3 Interferența în pelicule subțiri
Împărțirea fasciculelor de lumină în „jumătăți” și apariția unui model de interferență este posibilă și în condiții naturale. Un „dispozitiv” natural pentru împărțirea fasciculelor de lumină în „jumătăți” sunt, de exemplu, peliculele subțiri. Figura 5 prezintă o peliculă subțire transparentă cu o grosime 
, pe care în unghi 
cade un fascicul de raze de lumină paralele (o undă electromagnetică plană). Fasciculul 1 este parțial reflectat de pe suprafața superioară a filmului (fascicul 1) și parțial refractat în film
ki la unghiul de refracție 
. Fasciculul refractat este parțial reflectat de pe suprafața inferioară și iese din peliculă paralel cu fasciculul 1 (fascicul 2). Dacă aceste raze sunt îndreptate către o lentilă convergentă L, apoi pe ecranul E (în planul focal al lentilei) vor interfera. Rezultatul interferenței va depinde de optic diferența în calea acestor raze față de punctul de „diviziune” 
până la punctul de întâlnire 
. Din figură se poate observa că geometric diferența dintre traseele acestor raze este egală cu diferența geom . =ABC-AD.
Viteza luminii în aer este aproape egală cu viteza luminii în vid. Prin urmare, densitatea optică a aerului poate fi luată ca unitate. Dacă densitatea optică a materialului film n, apoi lungimea căii optice a fasciculului refractat din film ABCn. În plus, atunci când fasciculul 1 este reflectat dintr-un mediu optic mai dens, faza undei se schimbă în sens opus, adică jumătate de undă este pierdută (sau, invers, dobândită). Astfel, diferența de cale optică a acestor raze ar trebui să fie scrisă sub formă
angro . = ABCn – ANUNȚ / . (6)
Din figură se poate observa că ABC = 2d/ cos r, dar
AD=AC păcat i = 2dtg r păcat i.
Dacă punem densitatea optică a aerului n în=1, cunoscut apoi din cursul școlar legea lui Snell dă pentru indicele de refracție (densitatea optică a filmului) dependența
. (6a)
Înlocuind toate acestea în (6), după transformări, obținem următoarea relație pentru diferența de cale optică a razelor interferente:
pentru că când fasciculul 1 este reflectat din film, faza undei se schimbă în sens opus, apoi condițiile (4) pentru locurile de schimbare maximă și minimă de interferență:
- condiție max
- condiție min. (8)
Se poate arăta că atunci când trecere lumina printr-o peliculă subțire, apare și un model de interferență. În acest caz, nu va exista nicio pierdere a unei jumătăți de val, iar condițiile (4) sunt îndeplinite.
Deci condițiile maxȘi min cu interferența razelor reflectate dintr-o peliculă subțire, sunt determinate de relația (7) dintre patru parametri - 
Din aceasta rezultă că:
1) în lumină „complexă” (nemonocromatică), filmul va fi colorat cu culoarea a cărei lungime de undă 
satisface conditia max;
2) modificarea pantei razelor ( 
), puteți modifica condițiile max, făcând filmul fie întunecat sau deschis, iar când filmul este iluminat cu un fascicul divergent de raze luminoase, puteți obține dungi« panta egala» corespunzătoare condiţiei max după unghiul de incidență 
;
3) dacă filmul în locuri diferite are o grosime diferită ( 
), apoi se va arăta dungi de grosime egală, în care condițiile max prin grosime 
;
4) în anumite condiții (condiții min când razele cad vertical pe film), lumina reflectată de suprafețele filmului se va anula reciproc și reflexii din film nu va.
1. Lungimea traseului optic este produsul dintre lungimea geometrică d a drumului unei unde luminoase într-un mediu dat și indicele de refracție absolut al acestui mediu n.
2. Diferența de fază a două unde coerente dintr-o sursă, dintre care una trece lungimea căii într-un mediu cu indice de refracție absolut, iar cealaltă trece lungimea căii într-un mediu cu indice de refracție absolut:
unde , , λ este lungimea de undă a luminii în vid.
3. Dacă lungimile căii optice a două fascicule sunt egale, atunci astfel de căi sunt numite tautocrone (fără a introduce o diferență de fază). În sistemele optice care oferă imagini stigmatice ale unei surse de lumină, condiția de tautocronism este îndeplinită de toate căile razelor care ies din același punct sursă și converg în punctul de imagine corespunzător acestuia.
4. Valoarea se numește diferența de cale optică a celor două fascicule. Diferența de cursă este legată de diferența de fază:
Dacă două fascicule de lumină au un punct de început și un punct de sfârșit comun, atunci diferența dintre lungimile căii optice ale unor astfel de fascicule se numește diferența de cale optică
Condiții pentru maxime și minime sub interferență.
Dacă oscilațiile vibratoarelor A și B sunt în fază și au amplitudini egale, atunci este evident că deplasarea rezultată în punctul C depinde de diferența dintre traseele celor două unde.
Conditii maxime:
Dacă diferența dintre căile acestor unde este egală cu un număr întreg de unde (adică un număr par de semi-unde)
Δd = kλ, unde k = 0, 1, 2, ..., atunci se formează un maxim de interferență în punctul de suprapunere a acestor unde.
Stare maxima: 
Amplitudinea oscilației rezultate A = 2x 0 .
Conditie minima:
Dacă diferența de cale a acestor unde este egală cu un număr impar de semi-unde, atunci aceasta înseamnă că undele de la vibratoarele A și B vor ajunge în punctul C în antifază și se vor anula reciproc: amplitudinea oscilației rezultate A = 0 .
Stare minima: 
Dacă Δd nu este egal cu un număr întreg de semi-unde, atunci 0< А < 2х 0 .
Fenomenul difracției luminii și condițiile de observare a acesteia.
Inițial, fenomenul de difracție a fost interpretat ca o rotunjire a unui obstacol de către o undă, adică pătrunderea unei unde în regiunea unei umbre geometrice. Din punctul de vedere al științei moderne, definiția difracției ca îndoirea luminii în jurul unui obstacol este recunoscută ca fiind insuficientă (prea îngustă) și nu tocmai adecvată. Astfel, difracția este asociată cu o gamă foarte largă de fenomene care apar în timpul propagării undelor (dacă se ține cont de limitarea lor spațială) în medii neomogene.
Difracția undelor se poate manifesta:
în transformarea structurii spaţiale a undelor. În unele cazuri, o astfel de transformare poate fi considerată ca „învăluirea” obstacolelor de către valuri, în alte cazuri - ca o extindere a unghiului de propagare a fasciculelor de undă sau abaterea acestora într-o anumită direcție;
în descompunerea undelor în funcție de spectrul lor de frecvență;
în transformarea polarizării undelor;
în schimbarea structurii de fază a undelor.
Cea mai bine studiată este difracția undelor electromagnetice (în special, optice) și acustice, precum și undele gravitațional-capilare (undele de pe suprafața unui lichid).
Unul dintre cazurile speciale importante de difracție este difracția unei unde sferice pe unele obstacole (de exemplu, pe cilindrul obiectivului). O astfel de difracție se numește difracție Fresnel.
Principiul Huygens-Fresnel.
Conform principiului Huygens-Fresnel undă luminoasă excitată de o sursă S poate fi reprezentat ca rezultat al unei suprapuneri de unde secundare coerente. Fiecare element al suprafeței undei S(Fig.) servește ca sursă a unei unde sferice secundare, a cărei amplitudine este proporțională cu valoarea elementului dS.
Amplitudinea acestei unde secundare scade cu distanta r de la sursa undei secundare până la punctul de observare conform legii 1/r. Prin urmare, din fiecare secțiune dS suprafața valului până la punctul de observație R vibrația elementară vine:
Unde ( ωt + α 0) este faza de oscilație la locul suprafeței undei S, k− numărul de undă, r− distanta fata de elementul de suprafata dS până la punctul P, în care vine oscilația. Factor un 0 determinată de amplitudinea vibraţiei luminii la locul unde este aplicat elementul dS. Coeficient K depinde de unghi φ
între normal la site dSși direcția spre obiect R. La φ = 0
acest coeficient este maxim, iar la φ/2 este egal cu zero.
Oscilația rezultată într-un punct R este o suprapunere a vibrațiilor (1) luate pentru întreaga suprafață S:
Această formulă este o expresie analitică a principiului Huygens-Fresnel.
Fie că la un moment dat în spațiu O unda este împărțită în două coerente. Unul dintre ei parcurge calea S 1 într-un mediu cu indice de refracție n 1, iar al doilea - calea S 2 într-un mediu cu indice n 2, după care undele sunt suprapuse în punctul P. Dacă la un moment dat t fazele undei în punctul O sunt aceleaşi şi egale cu j 1 =j 2 =w t, atunci în punctul P fazele undelor vor fi, respectiv, egale
Unde v1Și v2- viteze de fază în medii. Diferența de fază δ în punctul P va fi egală cu
în care v 1 =c/n 1 , v 2 =c/n 2. Înlocuind aceste mărimi în (2), obținem
Deoarece , unde l 0 este lungimea de undă a luminii în vid, atunci
Lungimea traseului optic Lîn acest mediu se numește produsul distanței S, parcurs de lumină în mediu, de indicele absolut de refracție al mediului n:
L = S n.
Astfel, din (3) rezultă că schimbarea de fază este determinată nu doar de distanță S, și lungimea căii optice Lîn acest mediu. Dacă valul trece prin mai multe medii, atunci L=Σn i S i. Dacă mediul este neomogen optic (n≠const), atunci .
Valoarea lui δ poate fi reprezentată ca:
Unde L1Și L2 sunt lungimile căilor optice în mediile respective.
O valoare egală cu diferența dintre lungimile căii optice a două unde Δ opt = L 2 - L 1
numit diferența de cale optică. Atunci pentru δ avem:
Comparația lungimii căii optice a două unde interferente face posibilă prezicerea rezultatului interferenței lor. La punctele pentru care
vor fi observate înalte(diferența de cale optică este egală cu un număr întreg de lungimi de undă în vid). Comanda maxima m arată câte lungimi de undă în vid este diferența de cale optică a undelor interferente. Dacă condiția este îndeplinită pentru puncte
Lungimea traseului optic
Lungimea traseului opticîntre punctele A și B ale unui mediu transparent este distanța pe care lumina (radiația optică) s-ar propaga în vid în timpul trecerii sale de la A la B. Lungimea căii optice într-un mediu omogen este produsul distanței parcurse de lumină într-un mediu cu indice de refracție n după indice de refracție:
Pentru un mediu neomogen, este necesar să se împartă lungimea geometrică în intervale atât de mici încât să fie posibil să se considere constanta indicelui de refracție pe acest interval:
Lungimea totală a căii optice este găsită prin integrarea:
Fundația Wikimedia. 2010 .
Vedeți ce înseamnă „lungimea căii optice” în alte dicționare:
Produsul lungimii căii unui fascicul de lumină și indicele de refracție al mediului (calea pe care lumina ar parcurge-o în același timp propagându-se în vid) ... Dicţionar enciclopedic mare
Între punctele A și B ale unui mediu transparent, distanța pe care lumina (radiația optică) s-ar propaga în vid în același timp necesar pentru a călători de la A la B în mediu. Deoarece viteza luminii în orice mediu este mai mică decât viteza sa în vid, O. d ... Enciclopedia fizică
Cea mai scurtă distanță pe care o parcurge frontul de undă al radiației unui transmițător de la fereastra de ieșire la fereastra de intrare a receptorului. Sursa: NPB 82 99 EdwART. Glosar de termeni și definiții pentru securitate și protecție împotriva incendiilor, 2010... Dicţionar de urgenţe
lungimea căii optice- (s) Suma produselor distanțelor parcurse de radiația monocromatică în diferite medii și indicii de refracție respectivi ai acelor medii. [GOST 7601 78] Subiecte optică, dispozitive optice și măsurători Termeni generali optică ... ... Manualul Traducătorului Tehnic
Produsul lungimii căii unui fascicul de lumină și indicele de refracție al mediului (calea pe care lumina ar parcurge-o în același timp propagându-se în vid). * * * LUNGIME CALEI OPTICE CALEA OPTĂ, produsul lungimii căii a fasciculului de lumină cu ... ... Dicţionar enciclopedic
lungimea căii optice- optinis kelio ilgis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. lungimea căii optice vok. optische Weglänge, f rus. lungimea căii optice, fpranc. longueur de trajet optique, f … Fizikos terminų žodynas
Calea optică, între punctele A și B ale unui mediu transparent; distanța pe care lumina (radiația optică) ar parcurge-o în vid în timpul trecerii sale de la A la B. Deoarece viteza luminii în orice mediu este mai mică decât viteza ei în ... ... Marea Enciclopedie Sovietică
Produsul lungimii căii unui fascicul de lumină și indicele de refracție al mediului (calea pe care lumina ar parcurge-o în același timp, propagăndu-se în vid) ... Științele naturii. Dicţionar enciclopedic
Conceptul de geom. iar optica undelor, este exprimată ca suma produselor distanțelor! radiații acceptabile în decomp. medii, asupra indicilor de refracție corespunzători ai mediilor. O.d.p. este egal cu distanța pe care lumina ar parcurge-o în același timp, propagăndu-se în ...... Marele dicționar politehnic enciclopedic
LUNGIMEA CALEI dintre punctele A și B ale unui mediu transparent este distanța pe care lumina (radiația optică) s-ar propaga în vid în același timp necesar pentru a călători de la A la B în mediu. Deoarece viteza luminii în orice mediu este mai mică decât viteza ei în vid... Enciclopedia fizică
