Презентація з Геометричної оптики

План заняття: 1.Геометрична оптика 2.Відбивання та заломлення світла. 3.Повне відбивання. Лінзи. 4.Оптичні прилади.

Геометрична оптика – розділ фізики, який вивчає закони поширення світла у вигляді світлових променів. Умови застосування геометричної оптики : довжина світлової хвилі значно менша порівняно з характерними розмірами перешкод. Слово походить від грецького “оптикос” – що означає “зоровий”. Основні поняття: Світловий промінь – це напрям в якому поширюється світло. Напрям світлового променя вказує напрям поширення світлового пучка. Світлові промені поширюються незалежно один від одного.

ЗАКОНИ ВІДБИВАННЯ СВІТЛА - падаючий і відбитий промінь світла, а також перпендикуляр, опущений у точку падіння , лежать в одній площині; - при відбиванні світла кут падіння світлового променя дорівнює кутові його відбивання.

Закони заломлення світла Заломлений промінь лежить в одній площині з падаючим променем і нормаллю до поверхні розділення середовищ, проведеною в точці падання . Відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення для двох даних середовищ є величина стала.

Повне відбивання світла Якщо світлові промені з оптичного густішого середовища 1 падають на межу розділу з оптично менш густим середовищем 2 наприклад із скла у воду , то при кутах падіння α ≥ αпр, де sin α пр = n21, заломлення світла не відбувається. За умови α = αпр, і при α > αпр світло не проходить в друге середовище . Це явище називається повним відбиванням. Кут αпр – граничний кут повного відбивання.

Повне відбивання світла Повне відбивання спостерігається при русі світла з більш густого середовища у менш густе. Наприклад із скла у воду. При збільшені кута падіння α заломлений промінь все більше наближається до поверхні густого середовища, а його енергія зменшується. Для певного граничного кута αгр , коли заломлений промінь повинен іти уздовж поверхні і для нього sinβ = 1; відбитий назад у густе середовище промінь одержить всю енергію(100%) пучка світла, що потрапляє на межу. Відбувається повне відбивання, яке має місце і для кутів падіння, що перевищують αгр. Кут αпр – граничний кут повного відбивання. Умову повного відбивання можна записати так:

Лінза – прозоре тіло, обмежене опуклими або увігнутими поверхнями. Лінза називається тонкою, якщо її товщина мала порівняно з радіусом кривизни поверхонь. Типи лінз: - опукла (середина товща за краї) - увігнута (середина тонша за краї) Види лінз: - збиральна (паралельний пучок променів після проходження лінзи сходиться) - розсіювальна (паралельний пучок променів після проходження лінзи розходиться)

Головна оптична вісь – пряма, що проходить через центри сферичних поверхонь, які обмежують лінзу. Побічна оптична вісь – будь - яка пряма, що проходить через оптичний центр лінзи. Головний фокус лінзи – точка, у якій після заломлення в збиральній лінзі перетинаються промені, що падають на лінзу паралельно головній оптичній осі. Фокальна площина – площина, яка проходить через фокус, перпендикулярна до головної оптичної осі і паралельна площині лінзи. Фокусна відстань – відстань від оптичного центра лінзи до її фокуса.

Промінь, що проходить через оптичний центр лінзи не змінює свого напряму після заломлення

Промінь, що падає паралельно до ГОВ, після заломлення проходить через фокус

Промінь, який проходить через фокус лінзи, після заломлення буде паралельним ГОВ

Оптична сила лінзи (D) – це величина обернена її фоксній відстані. Одиниця оптичної сили лінзи - діоптрія (дптр) – оптична сила лінзи з фокусною відстанню 1м.

Лінійне збільшення де Г - лінійне збільшення; Н – лінійний розмір зображення; h – лінійний розмір предмета.

Фотоапарат - пристрій для отримання оптичного зображення сфотографованого об'єктива на світлочутливому шарі фотоматеріалу. Основною частиною фотоапарата є об'єктив – лінза або система лінз, яка розташована в передній частині світлонепроникного корпусу фотоапарата. Фотоапарат дає зменшене, перевернуте, дійсне зображення, яке фіксується на плівці. Під дією світла склад плівки змінюється і зображення “запам’ятовується” на ній.

Проекційний апарат. За допомогою спеціальних оптичних пристроїв — проекційних апаратів — дістають на екрані дійсні збільшені зображення фотознімка або малюнка, виготовленого на прозорій основі — діапозитива .

Лупа найпростіший оптичний прилад, яким користуються для розглядання дрібних предметів, у точних роботах. Лупа є тонкою збиральною лінзою, яка, діючи спільно з оком, забезпечує збільшення кута зору. Лупу утримують біля ока,а предмет розміщують між фокусом і лінзою, поблизу фокуса. При цьому зображення предмета буде уявне, пряме і збільшене. Для лупи використовується короткофокусна лінза, а фокусною відстанню від 10 до 1см. Лупа може давати 20 – 25 – кратне збільшення.

Око як оптичний прилад

1 2 3 4 5 6 Лінза, товщина, якої мала порівняно з радіусом кривизни поверхонь. Лінза, середина, якої товстіша ніж краї. Лінза, краї якої товстіші ніж середина. Вид лінз, у яких паралельний пучок променів після проходження лінзи сходиться. Точка, в якій після заломлення, в збиральній лінзі, збираються промені, що падають на лінзу паралельно ГОВ. Прозоре тіло, обмежене двома сферичними поверхнями.