Ano ang optical at geometric na landas ng liwanag. Geometric na optika. Batas ng light reflection
Mula sa (4) sumusunod na ang resulta ng pagdaragdag ng dalawang magkakaugnay na sinag ng liwanag ay nakasalalay sa parehong pagkakaiba sa landas at sa haba ng daluyong ng liwanag na alon. Ang wavelength sa vacuum ay tinutukoy ng dami, kung saan kasama= 310 8 m / s ay ang bilis ng liwanag sa vacuum, at 
- ang dalas ng mga light vibrations. Ang bilis ng liwanag v sa anumang optically transparent na medium ay palaging mas mababa kaysa sa bilis ng liwanag sa vacuum at ang ratio 
tinawag optical density Miyerkules. Ang halagang ito ay numerong katumbas ng absolute refractive index ng medium.
Tinutukoy ang dalas ng mga light vibrations Kulay liwanag na alon. Kapag lumilipat mula sa isang kapaligiran patungo sa isa pa, ang kulay ay hindi nagbabago. Nangangahulugan ito na ang dalas ng mga light vibrations sa lahat ng media ay pareho. Ngunit pagkatapos, kapag lumipas ang liwanag, halimbawa, mula sa isang vacuum patungo sa isang daluyan na may isang refractive index n dapat magbago ang wavelength 
, na maaaring mabago tulad nito:
,
kung saan ang 0 ay ang wavelength sa vacuum. Iyon ay, kapag ang liwanag ay pumasa mula sa isang vacuum patungo sa isang optically denser medium, ang haba ng light wave ay bumababa v n minsan. Sa geometric na landas 
sa isang kapaligiran na may optical density n ay magkakasya
mga alon. (5)
Ang dami 
tinawag haba ng optical path liwanag sa bagay:
Optical na haba ng landas 
Ang ilaw sa isang substansiya ay tinatawag na produkto ng haba ng geometric na landas nito sa medium na ito sa pamamagitan ng optical density ng medium:
.
Sa madaling salita (tingnan ang kaugnayan (5)):
Ang haba ng optical path ng liwanag sa isang substance ay ayon sa bilang na katumbas ng haba ng path sa isang vacuum, kung saan ang parehong bilang ng mga light wave ay umaangkop tulad ng sa geometric na haba ng substance.
kasi ang resulta ng interference ay nakasalalay sa pagbabago ng bahagi sa pagitan ng mga nakakasagabal na liwanag na alon, pagkatapos ay kinakailangan upang suriin ang resulta ng pagkagambala sa mata ang pagkakaiba sa landas ng dalawang sinag
,
na naglalaman ng parehong bilang ng mga alon hindi alintana sa optical density ng medium.
2.1.3 Panghihimasok sa mga manipis na pelikula
Ang paghahati ng mga light beam sa "kalahati" at ang hitsura ng isang pattern ng pagkagambala ay posible rin sa mga natural na kondisyon. Ang mga likas na "aparato" para sa paghahati ng mga light beam sa "kalahati" ay, halimbawa, mga manipis na pelikula. Ipinapakita ng Figure 5 ang isang manipis na transparent na pelikula na may kapal 
, kung saan sa isang anggulo 
isang sinag ng parallel light rays ay insidente (plane electromagnetic wave). Ang beam 1 ay bahagyang naaaninag mula sa itaas na ibabaw ng pelikula (beam 1), at bahagyang na-refracte sa loob ng pelikula.
ki sa isang anggulo ng repraksyon 
... Ang refracted beam ay bahagyang naaaninag mula sa ilalim na ibabaw at lumalabas sa pelikula na kahanay ng beam 1 (beam 2). Kung ang mga sinag na ito ay nakadirekta sa isang collecting lens L, pagkatapos ay sa screen E (sa focal plane ng lens) sila ay makagambala. Magdedepende ang resulta ng interference sa mata ang pagkakaiba sa landas ng mga sinag na ito mula sa punto ng "dibisyon" 
hanggang sa tagpuan 
... Ang figure ay nagpapakita na geometriko ang pagkakaiba sa mga landas ng mga sinag na ito ay katumbas ng pagkakaiba geom . =ABC-AD.
Ang bilis ng liwanag sa hangin ay halos katumbas ng bilis ng liwanag sa isang vacuum. Samakatuwid, ang optical density ng hangin ay maaaring kunin bilang isang yunit. Kung ang optical density ng materyal ng pelikula n, kung gayon ang haba ng optical path ng refracted beam sa pelikula ay ABCn... Bilang karagdagan, kapag ang ray 1 ay makikita mula sa isang optically denser medium, ang phase ng wave ay nagbabago sa kabaligtaran, iyon ay, kalahati ng wave ay nawala (o vice versa - nakuha). Kaya, ang pagkakaiba sa optical path ng mga beam na ito ay dapat na nakasulat sa form
pakyawan . = ABCn – AD / . (6)
Ang figure ay nagpapakita na ABC = 2d/ cos r, a
AD = ACkasalanan i = 2dtg rkasalanan i.
Kung ilalagay natin ang optical density ng hangin n v= 1, pagkatapos ay kilala mula sa kurso ng paaralan Batas ni Snell nagbibigay para sa refractive index (optical density ng pelikula) ang pagtitiwala
... (6a)
Ang pagpapalit ng lahat ng ito sa (6), pagkatapos ng mga pagbabagong-anyo ay nakuha namin ang sumusunod na kaugnayan para sa pagkakaiba-iba ng optical path ng mga nakakasagabal na sinag:
kasi kapag ang ray 1 ay naaninag mula sa pelikula, ang yugto ng alon ay binabaligtad, pagkatapos ay ang mga kundisyon (4) para sa maximum at minimum na interference ay binabaligtad:
- kondisyon max
- kondisyon min. (8)
Maaari itong ipakita na para sa dumaraan liwanag sa pamamagitan ng isang manipis na pelikula, lumilitaw din ang isang pattern ng interference. Sa kasong ito, hindi mawawala ang kalahating alon, at ang mga kondisyon (4) ay nasiyahan.
Kaya, ang mga kondisyon max at min sa kaso ng interference ng mga sinag na makikita mula sa isang manipis na pelikula, ay tinutukoy ng kaugnayan (7) sa pagitan ng apat na mga parameter - 
Ito ay sumusunod na:
1) sa "complex" (non-monochromatic) na liwanag, ang pelikula ay kukulayan ng kulay, ang wavelength nito 
nakakatugon sa kondisyon max;
2) pagbabago ng pagkahilig ng mga sinag ( 
), maaari mong baguhin ang mga kundisyon max, ginagawang madilim ang pelikula, pagkatapos ay magaan, at kapag pinaiilaw ang pelikula gamit ang isang diverging beam ng mga light ray, maaari kang makakuha mga guhitan« pantay na slope"Naaayon sa kondisyon max sa pamamagitan ng anggulo ng saklaw 
;
3) kung ang pelikula ay may iba't ibang kapal sa iba't ibang lugar ( 
), pagkatapos ay ipapakita ito mga piraso ng pantay na kapal kung saan ang mga kondisyon max sa kapal 
;
4) sa ilalim ng ilang mga kundisyon (kondisyon min na may patayong saklaw ng mga sinag sa pelikula), ang liwanag na makikita mula sa mga ibabaw ng pelikula ay papatayin ang isa't isa, at mga pagmuni-muni mula sa pelikula ay hindi magiging.
1. Ang haba ng optical path ay ang produkto ng geometric na haba d ng landas ng isang light wave sa isang partikular na medium sa pamamagitan ng absolute refractive index ng medium na ito n.
2. Ang pagkakaiba ng bahagi ng dalawang magkakaugnay na alon mula sa isang pinagmulan, ang isa ay pumasa sa haba ng landas sa isang daluyan na may ganap na refractive index, at ang isa pa - ang haba ng landas sa isang daluyan na may ganap na refractive index:
kung saan,, λ ay ang wavelength ng liwanag sa vacuum.
3. Kung ang mga optical path na haba ng dalawang beam ay pantay, ang mga naturang path ay tinatawag na tautochronous (hindi nagpapakilala ng phase difference). Sa mga optical system na nagbibigay ng mga stigmatic na imahe ng isang light source, ang kondisyon ng tautochronicity ay nasiyahan sa lahat ng mga landas ng ray na umuusbong mula sa isa at parehong punto ng pinagmulan at pagkolekta sa kaukulang punto ng imahe.
4. Ang dami ay tinatawag na optical path difference ng dalawang beam. Ang pagkakaiba ng stroke ay nauugnay sa pagkakaiba ng bahagi:
Kung ang dalawang light beam ay may karaniwang simula at dulo na mga punto, kung gayon ang pagkakaiba sa haba ng optical path ng naturang mga beam ay tinatawag pagkakaiba sa optical path
Mga kundisyon para sa maximum at minimum para sa interference.
Kung ang mga vibrations ng vibrator A at B ay nag-tutugma sa phase at may pantay na amplitudes, kung gayon ito ay malinaw na ang nagresultang pag-aalis sa punto C ay nakasalalay sa pagkakaiba sa landas ng dalawang alon.
Pinakamataas na kundisyon:
Kung ang pagkakaiba sa pagitan ng mga landas ng mga alon na ito ay katumbas ng isang integer na bilang ng mga alon (ibig sabihin, isang pantay na bilang ng kalahating alon)
Δd = kλ, kung saan k = 0, 1, 2, ..., pagkatapos ay isang interference maximum ay nabuo sa punto ng superposition ng mga wave na ito.
Pinakamataas na kondisyon: 
Amplitude ng resultang oscillation A = 2x 0 .
Minimum na kondisyon:
Kung ang pagkakaiba sa landas ng mga alon na ito ay katumbas ng isang kakaibang bilang ng mga kalahating alon, nangangahulugan ito na ang mga alon mula sa mga vibrator A at B ay darating sa punto C sa antiphase at kanselahin ang bawat isa: ang amplitude ng nagresultang oscillation ay A = 0.
Minimum na kondisyon: 
Kung ang Δd ay hindi katumbas ng isang integer na bilang ng mga kalahating alon, pagkatapos ay 0< А < 2х 0 .
Ang phenomenon ng light defraction at ang mga kondisyon para sa pagmamasid nito.
Sa una, ang kababalaghan ng diffraction ay binibigyang kahulugan bilang isang alon na baluktot sa paligid ng isang balakid, iyon ay, ang pagtagos ng isang alon sa rehiyon ng isang geometric na anino. Mula sa punto ng view ng modernong agham, ang kahulugan ng diffraction bilang liwanag na baluktot sa paligid ng isang balakid ay kinikilala bilang hindi sapat (masyadong makitid) at hindi masyadong sapat. Kaya, ang diffraction ay nauugnay sa isang napakalawak na hanay ng mga phenomena na nagmumula sa panahon ng pagpapalaganap ng mga alon (sa kaso ng pagsasaalang-alang sa kanilang spatial na limitasyon) sa hindi homogenous na media.
Ang pagkakaiba-iba ng mga alon ay maaaring magpakita mismo:
sa pagbabago ng spatial na istraktura ng mga alon. Sa ilang mga kaso, ang ganitong pagbabago ay maaaring ituring na "baluktot" ng mga alon ng mga hadlang, sa ibang mga kaso - bilang isang pagpapalawak ng anggulo ng pagpapalaganap ng mga wave beam o ang kanilang paglihis sa isang tiyak na direksyon;
sa agnas ng mga alon sa kanilang frequency spectrum;
sa pagbabagong-anyo ng polariseysyon ng mga alon;
sa pagbabago ng phase structure ng waves.
Ang pinakamahusay na pinag-aralan ay ang diffraction ng electromagnetic (sa partikular, optical) at acoustic waves, pati na rin ang gravitational-capillary waves (mga alon sa ibabaw ng isang likido).
Ang isa sa mga mahalagang espesyal na kaso ng diffraction ay ang diffraction ng isang spherical wave sa ilang balakid (halimbawa, sa lens barrel). Ang diffraction na ito ay tinatawag na Fresnel diffraction.
Prinsipyo ng Huygens-Fresnel.
Ayon sa prinsipyo ng Huygens-Fresnel light wave na nasasabik ng isang source S ay maaaring kinakatawan bilang isang resulta ng superposisyon ng magkakaugnay na pangalawang alon. Ang bawat elemento ng ibabaw ng alon S(Fig.) ay nagsisilbing pinagmumulan ng pangalawang spherical wave, ang amplitude nito ay proporsyonal sa halaga ng elemento dS.
Ang amplitude ng pangalawang alon na ito ay bumababa sa distansya r mula sa pinagmulan ng pangalawang alon hanggang sa punto ng pagmamasid ayon sa batas 1 / r... Samakatuwid, mula sa bawat site dS ibabaw ng alon hanggang sa punto ng pagmamasid R isang elementarya na panginginig ng boses ay dumating:
saan ( ωt + α 0) Ay ang yugto ng oscillation sa lokasyon ng ibabaw ng alon S, k- wave number, r- distansya mula sa ibabaw na elemento dS sa punto P kung saan ang pag-aatubili ay dumating. Salik isang 0 ay tinutukoy ng amplitude ng light oscillation sa lugar ng superposition ng elemento dS... Coefficient K depende sa angle φ
sa pagitan ng normal hanggang sa site dS at direksyon sa punto R... Sa φ = 0
ang koepisyent na ito ay pinakamataas, at sa φ / 2 ito ay zero.
Ang nagresultang pag-alog sa isang punto R ay isang superposisyon ng mga vibrations (1) na kinuha para sa buong ibabaw S:
Ang formula na ito ay isang analytical expression ng Huygens-Fresnel na prinsipyo.
Hayaan sa isang punto sa espasyo O ang alon ay nahahati sa dalawang magkakaugnay. Ang isa sa kanila ay pumasa sa landas S 1 sa isang daluyan na may isang repraktibo na indeks n 1, at ang pangalawa ay pumasa sa landas S 2 sa isang daluyan na may isang index n 2, pagkatapos nito ang mga alon ay pinatong sa puntong P. Kung sa isang naibigay na oras t ang mga yugto ng alon sa punto O ay pareho at katumbas ng j 1 = j 2 = w t, pagkatapos ay sa puntong P ang mga yugto ng mga alon ay magiging pantay, ayon sa pagkakabanggit
saan v 1 at v 2- mga bilis ng phase sa media. Ang pagkakaiba ng bahagi δ sa punto P ay magiging katumbas ng
Kung saan v 1 =c/n 1 , v 2 =c/n 2. Ang pagpapalit ng mga dami na ito sa (2), nakukuha natin
Dahil, kung saan ang l 0 ay ang wavelength ng liwanag sa vacuum, kung gayon
Haba ng optical path L sa kapaligirang ito ay tinatawag na produkto ng distansya S ipinasa ng liwanag sa daluyan, sa pamamagitan ng absolute refractive index ng daluyan n:
L = S n.
Kaya, ito ay sumusunod mula sa (3) na ang pagbabago ng bahagi ay tinutukoy hindi lamang sa pamamagitan ng distansya S, at ang haba ng optical path L sa isang ibinigay na kapaligiran. Kung ang alon ay dumaan sa maraming media, kung gayon L = Σn i S i... Kung ang medium ay optically inhomogeneous (n ≠ const), kung gayon.
Ang dami δ ay maaaring ilarawan bilang:
saan L 1 at L 2- mga haba ng optical path sa kani-kanilang media.
Isang halaga na katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng mga optical path na haba ng dalawang wave Δ opt = L 2 - L 1
ay tinatawag pagkakaiba sa optical path... Pagkatapos para sa δ mayroon kaming:
Ang paghahambing ng mga haba ng optical path ng dalawang nakakasagabal na alon ay ginagawang posible upang mahulaan ang resulta ng kanilang pagkagambala. Sa mga punto kung saan
oobserbahan mataas(ang pagkakaiba ng optical path ay katumbas ng isang integer na bilang ng mga wavelength sa vacuum). Pinakamataas na pagkakasunod-sunod m nagpapakita kung gaano karaming mga wavelength sa vacuum ang pagkakaiba ng optical path ng mga nakakasagabal na alon. Kung ang mga puntos ay nakakatugon sa kondisyon
Optical na haba ng landas
Optical na haba ng landas sa pagitan ng mga punto A at B ng isang transparent na daluyan ay ang distansya kung saan ang liwanag (optical radiation) ay magpapalaganap sa isang vacuum sa panahon ng pagpasa nito mula A hanggang B. Ang haba ng optical path sa isang homogenous na medium ay ang produkto ng distansya na nilakbay ng liwanag sa isang daluyan na may refractive index n sa pamamagitan ng refractive index:
Para sa isang hindi homogenous na daluyan, kinakailangan na hatiin ang haba ng geometriko sa mga maliliit na pagitan na maaaring isaalang-alang ng isa ang pare-pareho ng refractive index sa pagitan na ito:
Ang kabuuang haba ng optical path ay matatagpuan sa pamamagitan ng pagsasama ng:
Wikimedia Foundation. 2010.
Tingnan kung ano ang "Optical path length" sa iba pang mga diksyunaryo:
Ang produkto ng haba ng landas ng light beam at ang refractive index ng medium (ang landas na maglalakbay ang liwanag sa parehong oras, na nagpapalaganap sa isang vacuum) ... Malaking Encyclopedic Dictionary
Sa pagitan ng mga punto A at B ng isang transparent na medium, ang distansya kung saan ang liwanag (optical radiation) ay magpapalaganap sa isang vacuum sa parehong oras na kinakailangan nito upang maglakbay mula A hanggang B sa medium. Dahil ang bilis ng liwanag sa anumang daluyan ay mas mababa kaysa sa bilis nito sa vacuum, O. d ... Pisikal na encyclopedia
Ang pinakamaikling distansya na tinatahak ng transmitter wavefront mula sa exit window nito hanggang sa receiver entrance window. Pinagmulan: NPB 82 99 EdwART. Glossary ng mga termino at kahulugan para sa seguridad at kagamitan sa proteksyon ng sunog, 2010 ... Diksyunaryo ng Emergency
haba ng optical path- (s) Ang kabuuan ng mga produkto ng mga distansyang sakop ng monochromatic radiation sa iba't ibang media sa pamamagitan ng kaukulang refractive index ng media na ito. [GOST 7601 78] Mga paksa optika, optical instrumento at mga sukat Pangkalahatang termino optical ... ... Patnubay ng teknikal na tagasalin
Ang produkto ng haba ng landas ng light beam sa pamamagitan ng refractive index ng medium (ang landas kung saan ang liwanag ay maglalakbay sa parehong oras, propagating sa isang vacuum). * * * OPTICAL WAY LENGTH OPTICAL WAY LENGTH, ang produkto ng haba ng path ng light beam sa pamamagitan ng ... ... encyclopedic Dictionary
haba ng optical path- optinis kelio ilgis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. haba ng optical path vok. optische Weglänge, f rus. haba ng optical path, f pranc. longueur de trajet optique, f ... Fizikos terminų žodynas
Optical na landas, sa pagitan ng mga punto A at B ng transparent na daluyan; ang distansya kung saan ang liwanag (Optical radiation) ay magpapalaganap sa isang vacuum sa panahon ng pagpasa nito mula A hanggang B. Dahil ang bilis ng liwanag sa anumang daluyan ay mas mababa kaysa sa bilis nito sa ... ... Great Soviet Encyclopedia
Ang produkto ng haba ng landas ng light beam sa pamamagitan ng refractive index ng medium (ang landas kung saan ang liwanag ay dumaan sa parehong oras, na nagpapalaganap sa isang vacuum) ... Likas na agham. encyclopedic Dictionary
Konsepto ng Geom. at wave optics, ay ipinahayag bilang kabuuan ng mga produkto ng mga distansya! ipinadala sa pamamagitan ng radiation sa decomp. media, sa kaukulang refractive index ng media. O. d. P. Ay katumbas ng distansya sa kuyog ng liwanag ay dumaan sa parehong oras, kumakalat sa ... ... Malaking Encyclopedic Polytechnic Dictionary
ANG HABA NG DAAN sa pagitan ng mga punto A at B ng isang transparent na medium ay ang distansya kung saan ang liwanag (optical radiation) ay magpapalaganap sa isang vacuum sa parehong oras na kinakailangan nito upang maglakbay mula A hanggang B sa medium. Dahil ang bilis ng liwanag sa anumang daluyan ay mas mababa kaysa sa bilis nito sa vacuum ... Pisikal na encyclopedia
