Оптика. Предмет оптики

Предмет оптики
Оптика – раздел физики, изучающий свойства и физическую природу света, а также взаимодействие излучения с веществом.
Свет – электромагнитная волна
Спектр электромагнитных волн

Оптический диапазон: 2 мм – 10 нм (~ 17 октав)
Инфракрасное излучение: 2 мм – 760 нм
Видимый свет: 400 – 760 нм
Ультрафиолет: 400 – 10 нм
Энергия кванта видимого света ε = hc/λ
ε(эВ) = 1.23/λ(мкм) = 1.6 – 3 эВ
Почему мы видим свет с λ ~ 0,5 мкм?

Принцип Ферма – принцип наименьшего времени
Свет при распространении из одной точки в другую выбирает путь, которому соответствует наименьшее время распространения.
Свет выбирает самый короткий оптический путь s = ∫ndℓ

Принцип Ферма и закон зеркального отражения.
При зеркальном отражении путь ACB - кратчайший

Свет в однородном гравитационном поле распространяется прямолинейно и равномерно.

На рисунках фотография лазерного луча распространяющегося вдоль границы между пресной и соленой водой.
Свет в однородной среде распространяется прямолинейно и равномерно

S
O
S2
S1
OS=10см
15о
15о
15о
15о
OS= OS1= OS2= S1S2 =10см
S1S2 − ?

S
S1
S2
90о

Уголковый отражатель.
Зеркало, не меняющее лево на право.

Кошачий глаз
(кОтОфот)
Вот так выглядит кот в свете фото вспышки или в свете автомобильных фар

Камера обскура (тёмная комната)

C
В1
M
N
А1
А
В
D
А2
В2
Закон преломления волн

β
β
α
α
d
h
H
(1)
(2)
(1):(2) ⇒

Построение изображений в линзе

F'
F
F
Построение изображений в линзе

F'
F
Построение изображений в линзе

О
F
S
S'
Построение изображений в линзе

О
F
S
S'
Построение изображений в линзе

F'
F

F'
F
S
S'
Построение изображений в линзе

F'
F
F
Построение изображений в линзе

Оптическая сила линзы (D)

F
F
Глубина резкости

С'
В'
А'
С'
В'
А'
А
А
В
В
С
С
Глубина резкости

Скорость света
Стекло n=1,5
С=3·108 м/с
υ=2·108 м/с

Природа света
Исаак Ньютон
корпускулярная теория (свет – поток частиц)
Христиан Гюйгенс
волновая теория (свет – волна)
17 век
19 век
Джеймс Кларк Максвелл
– электромагнитная природа света
20 век
Макс Планк
– квантовая природа света

Скорость света (1676 Оле Рёмер)
Тз = 1 год
Δd=dз
Земля
Юпитер
Ио
Тю = 11,9 лет

Скорость света (1849 Ипполит Физо)
источник
зеркало
зубчатое колесо N=720, ν1=12,67 c-1
полупрозрачная пластина

С=299 792 458 ±1,2 м/с
СЕГЭ =3·108 м/с
Скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета!
Опыт Майкельсона, 1927 г.

Измерение показателя преломления стекла
Лабораторная работа