1. Основные положения геометрической оптики

1. Основные положения геометрической оптики
Отражение и преломление света на границе раздела двух сред
Закон преломления:
падающий луч, преломленные луч
и нормаль к поверхности раздела
лежат в одной плоскости;
произведение показателя преломления на синус угла между лучом и
нормалью сохраняет свое значение при переходе из среды в среду
1
Закон отражения:
Можно рассматривать как частный случай
закона преломления при:
Тогда:
sin    sin 
  
'
'
2
Полное внутреннее отражение
n
sin  
n
'
ПВО широко используется в оптотехнике:
переключение оптических каналов;
интегральная оптика;
волоконная оптика.
3
Амплитудные соотношения при отражении и
преломлении. Законы Френеля
Коэффициент отражения:
Коэффициент пропускания:
4
Нормальное падение света
для границы раздела стекло-воздух:
5
Явление Брюстера
При угле падения:
Угол, при котором происходит полная поляризация
при отражении, называется углом Брюстера
6
Это явление используется для
создания поляризаторов,
а также для снижения отражения
поляризованного света в
оптических приборах, в том числе
и в лазерах
7
Просветление оптики
В оптических системах с большим
количеством оптических элементов
за счет френелевского отражения
суммарные потери света могут
составлять до 80 %.
Для снижения отражения на
оптические поверхности наносят
специальные покрытия (тонкие
пленки), что называется
просветлением оптики.
8
Поглощение света
Это снижение интенсивности оптического излучения, проходящего через
материальную среду, за счет процессов его взаимодействия со средой.
Закон Бугера
I  I 0e

 x
- коэффициент поглощения
9
Зависимость
вещества.

от длины волны называется спектром поглощения

10
Практическая часть
1. Под стеклянной пластинкой толщиной d = 15 см лежит маленькая крупинка.
На каком расстоянии от верхней поверхности пластинки образуется ее
изображение, если луч зрения перпендикулярен к поверхности пластинки, а
показатель преломления стекла n = 1,5?
2. Плоская стеклянная пластинка толщиной 3 мм рассматривается в
микроскоп. Сначала микроскоп устанавливают для наблюдения отметки на
верхней поверхности пластинки, а затем смещают тубус микроскопа вниз до
тех пор, пока не будет отчетливо видна отметка на нижней поверхности
пластинки. Смещение тубуса оказалось 2мм. Найти показатель преломления
стекла.
11
3. Из некоторого вещества изготовили две пластинки: одну толщиной
d1=3,8 мм, другую d2 = 9,0 мм. Введя поочередно эти пластинки в пучок
монохроматического света, обнаружили, что первая пластинка пропускает
0,84 светового потока, вторая 0,7. Найти линейный коэффициент поглощения
материала α, из которого изготовлены пластинки. Свет падает нормально.
12
4. На поверхность воды ( n =1,33 ) под углом Брюстера падает пучок
плоскополяризованного света. Плоскость колебаний электрического вектора
падающей волны составляет угол 45 град. с плоскостью падения. Найти
энергетический коэффициент отражения света.
13
5. Естественный свет падает на стекло под углом Брюстера (n =1,54).
Определить коэффициент отражения R и степень поляризации
преломленного пучка.
14
6. На плоскопараллельную пленку с показателем преломления n = 1,33 под
углом 45 град. падает параллельный пучок белого света. Определить, при
какой толщине пленки зеркально отраженный свет наиболее сильно окрасится
в желтый цвет ( 0,6 мкм).
15