Хроматическая аберрация. (Лекция 33)

Пятиминутка:
Оптическая система состоит из двух собирающих линз, расположенный на расстоянии l=0,75 м друг от друга (см. рис 30.14) Наблюдателю, смотрящему справа, источник S, помещенный на главной оптической оси на расстоянии d1=0,25 м от первой линзы, кажется удаленным на очень большое расстояние. Чему равна оптическая сила второй линзы, если оптическая сила первой линзы D1=6 дптр?
Рис. 32.14

Лк-33
Фотометрия.
Волновая оптика

Можно не вводить дополнительных единиц для определения энергетических характеристик света. Однако исторически сложился другой подход к определению энергетических показателей света. Вводится специальная система характеристик светового излучения, учитывающая особенности восприятия света человеческим глазом. Для этого система СИ дополняется еще одной фундаментальной единицей - это единица силы света – КАНДЕЛА (Кд).
Исходной единицей является световой поток, который выражается через интенсивность ЭМ волны: Ф=I*S, где S - площадь, на которую перпендикулярно падает волна с интенсивностью I.

(Справка) Телесный угол - это
Часть пространства. Является объединением
всех лучей, выходящих из данной точки и пе-
ресекающих некоторую поверхность S
Измеряется отношением площади части сферы с центром в вершине угла, которая вырезается этим телесным углом, к квадрату радиуса сферы. Единица – стерадиан (ср)
Стерадиан равен телесному углу, вырезающему из сферы единичного радиуса поверхность с площадью в 1 квадратную единицу. Полный телесный угол равен 4π.

Освещенность E связывает световой поток с площадью той поверхности, на которую этот поток падает. Освещенность в данной точке поверхности равна отношению светового потока ΔФ, падающего на элемент поверхности, к площади этого элемента ΔS:
E = ΔФ/ΔS [Лм/м2] (33.6)
Единица освещенности в СИ — люкс (Лк) — равен освещенности поверхности площадью 1 м2 при падающем на нее перпендикулярно световом потоке 1 лм. 1Лк=1Лм/1м2. Если бы световой поток выражался не в люменах, а в ваттах, то освещенность совпала бы с интенсивностью световой волны. Поэтому для определения освещенности разных участков вычисляют интенсивность волны, или квадрат ее амплитуды.

Пятиминутка 2. На какую высоту над электромонтажным верстаком необходимо повесить светильник с лампочкой мощностью Р=300 Вт, чтобы освещенность стола под светильником составляла Е=100 лкс. Наклон стола составляет 30о с горизонталью, а световая отдача светильника равна 20 лм/Вт. (Отв. 2м)

Интерференция волн – это их сложение

Полагаем направление векторов Em1 и Em2 одинаковыми. Их суммирование заменяется суммированием модулей. Направления k1 и r1 также, как и направления k2 r2 также считаем совпадающими, вследствие чего скалярные произведения можно заменить произведениями модулей. В результате получим скалярное равенство

На рисунке показан график зависимости интенсивности от координаты х – смещения точки экрана относительно проекции на него

В точках экрана, где эта разность равна нулю или целому числу длин волн λ0, будет интерференционный максимум освещенности. В точках экрана, где оптическая разность хода равна нечетному числу полуволн, наблюдается минимум освещенности.
Формирование когерентных волн. Излучение двух независимых источников никогда не будут когерентными. Атомы нагретого ве-щества излучают свет отдельными волновыми порциями – цугами. Длительность цуга составляет около 10-8с. За это время свет успевает пройти расстояние около 3 м. Оно называется длиной когерентнос-ти. Для получения интерференционной картины необходимо сложить волны одного цуга. Это достигается путем пропускания светового потока через узкую щель, деления полученной световой волны на два потока, проходящих различные оптические пути, и последующего наложение их друг на друга.

Одним из первых был опыт Юнга,
в котором мощный световой поток
пропускался через узкую щель, а затем
еще через две параллельные щели и
падал на экран. Две вторичные щели
являются когерентными источниками
света, и волны от них создают на
экране интерференционную картину в
виде параллельных щелям полос. Расстояние между максимумами освещенности соседних полос (или минимумами) называется шириной интерференционной полосы. Его легко вычислить для опыта Юнга, поскольку обе волны распространяются в одной среде (n1=n2) и расстояние между источниками когерентных волн – d, а также расстояние от них до экрана – l известны