Download
1 / 20
310 likes | 1.4k Views
Geometrinė optika. Turinys. Įvadas Šviesos atspindys Sferiniai ir paraboliniai veidrodžiai Šviesos lūžimo reiškiniai Pluoštinė optika Spindulių eiga pro trikampę prizmę Glaudžiamieji ir sklaidomieji lęšiai Pavyzdžiai Pabaiga. Įvadas.
E N D
Turinys • Įvadas • Šviesos atspindys • Sferiniai ir paraboliniai veidrodžiai • Šviesos lūžimo reiškiniai • Pluoštinė optika • Spindulių eiga pro trikampę prizmę • Glaudžiamieji ir sklaidomieji lęšiai • Pavyzdžiai • Pabaiga
Įvadas Kas tai yra optika? Optika – mokslas, tiriantis šviesą ir jos reiškinius. Taigi, šis darbas yra apie geometrinę optiką (optikos šaką, kai reiškiniai nagrinėjami taikant šviesos spindulio sąvoką). Naudojantis geometrinės optikos metodais galima sužinoti, kaip veikia įvairūs optiniai prietaisai: nuo paprasčiausių akinių iki milžiniškų teleskopų.
Šviesos atspindys Šviesos atspindžio dėsniai: 1. Atsispindėjęs spindulys yra vienoje plokštumoje su krintančiu spinduliu. Ši plokštuma statmena veidrodžio plokštumai. 2. Atspindžio kampas visuomet lygus spindulio kritimo kampui. Kairėje pavaizduotas diskas, kuriuo galima nesunkiai išmatuoti krintančio ir atsispindinčio spindulių kampus. Šviesos šaltinis S gali būti bet kokiu kampu nukreiptas į diską su padalomis. Disko centre tvirtinamas siauras veidrodėlis MN. Kreipiant spindulį įvairiais kampais į disko centrą, kaskart išmatuojami kampai ir .
Kas yra veidrodis? Veidrodžiu fizikoje vadinamas bet koks lygus paviršius, gerai atspindintis šviesą. Kairėje pavaizduotos dvi šviesos atspindžio atmainos: a – Lygiagretūs spinduliai, atsispindėję nuo plokščio veidrodžio, išlieka lygiagretūs, tik sklinda kita kryptimi. Toks atspindys vadinamas veidrodiniu. b – Lygiagretūs spinduliai, atsispindėję nuo nelygaus veidrodžio paviršiaus atsispindi įvairiomis kryptimis. Toks šviesos atspindys vadinamas sklaidžiuoju, arba difuziniu.
Sferiniai ir paraboliniai veidrodžiai Be plokščiųjų, technikoje ir buityje daug kur naudojami veidrodžiai kreivais paviršiais. Veidrodžiai, kurių paviršius yra rutulio paviršiaus dalis, vadinami sferiniais. Sferiniai veidrodžiai gali būti įgaubti ir iškili. Veidrodį ribojančio apskritimo skersmuo MN vadinamas jo anga, o labiausiai nutolęs nuo angos veidrodžio paviršiaus taškas O – viršūne.CO pagrindinė optinė ašis, o bet kuri kita tiesė, einanti per tašką C – šalutinė optinė ašis.
Jeigu į įgaubtą veidrodį nukreipsime pluoštą lygiagrečių pagrindinei ašiai spindulių, tai visi atsispindėję spinduliai eis per pagrindinės optinės ašies tašką F, vadinamą pagrindiniu veidrodžio židiniu. OF – pagrindinio židinio nuotoliu. Įgaubti veidrodžiai yra glaudžiamieji. Iškilieji veidrodžiai yra sklaidomieji, nuo jų atsispindėję spinduliai išsklaidomi.
Be sferinių ir parabolinių veidrodžių, dar naudojami hiperboliniai ir eliptiniai veidrodžiai. Paraboliniai veidrodžiai tiksliausiai suformuoja lygiagrečių spindulių pluošta, todėl jie naudojami įvairių prožektorių reflektoriams.
Šviesos lūžimo reiškiniai Šviesos spinduliui pereinant iš vienos skaidrios aplinkos į kitą, jo kryptis pasikeičia – sakoma, kad jis lūžta. Šį reiškinį galima stebėti ir tirti tuo pačiu optiniu prietaisu vietoj veidrodėlio disko centre įtvirtinus storo stiklo pusapskritimį. - kritimo kampas, - lūžio kampas. Palaipsniui didinant kritimo kampą galime pastebėti, kad lūžęs spindulys išnyks, krintantis spindulys atsispindės nuo stiklo paviršiaus kaip nuo idealaus veidrodžio. Šis reiškinys vadinamas visišku šviesos atspindžiu.
Žemės atmosfera yra optiškai nevienalytė, todėl šviesa joje sklinda kreiva trajektorija. Spindulių sklidimo krypties pakitimas dėl jų lūžimo atmosferoje vadinamas šviesos refrakcija. Dėl astronominės refrakcijos Saulės arba Mėnulio spindulys prie pat horizonto yra suplotas.
Pluoštinė optika Paskutiniais metais vis plačiau į techniką ir buitį diegiami šviesolaidžiai. Šviesolaidis sudarytas iš vienos ar daugelio skaidrių, lanksčių gijų, įvilktų į ploną apvalkalą, kurio lūžio rodiklis mažesnis negu gijos kanalo. Šviesolaidžio gijos daromos iš stiklo, kvarco, organinio stiklo ir kitų medžiagų, kurių didelis lūžio rodiklis.
Spindulių eiga pro trikampę prizmę Gamtoje ir optinėje technikoje dažnas reiškinys yra spindulių lūžimas, pereinant skaidrią briauną, sudarytą iš dviejų plokštumų. Paprasčiausias tokio reiškinio atvejis yra spindulių eiga pro stiklinę trikampę prizmę.
Stiklo visiškojo atspindžio ribinis kapas yra maždaug 42°, todėl stačiakampe stikline prizme, kurios kampai prie pagrindo yra 45 °, lengva gauti visišką šviesos atspindį. Tokia prizme galima pasukti spinduliu, t.y. vaizdą 90 ° kampu, apgręžti, arba apversti.
Glaudžiamieji ir sklaidomieji lęšiai Visų optinių prietaisų svarbiausia dalis yra lęšis. Iš lęšių sudaryti fotoaparatų, mikroskopų, teleskopų objektyvai, akiniai periskopai, taikikliai. Lęšiais vadinami skaidrūs, dažniausiai stikliniai kūnai, apriboti dviem sferiniais šviesos spindulius laužiančiais paviršiais. Lęšiai skirstomi į iškiluosius: a, b, c, ir įgaubtuosius: d, e, f.
Šviesos spindulius iškilasis lęšis suglaudžia į vieną tašką, todėl jis vadinamas glaudžiamuoju. Glaudžiamojo lęšio židinio plokštumos yra tikros. Juo labiau spinduliai nutolę nuo optinės ašies, tuo jų židinys arčiau lęšio. Įgaubtasis lęšis vadinamas sklaidmuoju, jo židinio plokštumos yra tariamos.
Akys tai pat turi lęšius, šie lęšiai yra minkšti ir elastingi. Akis prisitaiko matyti objektus esančius toli ir arti, tai atlikti padeda raumuo, kuris valdo lęšiuką. Stebint tolimus daiktus lęšiukas tampa plokštesnis, o stebint daiktus, esančius arti jis darosi iškilesnis. Neretai pasitaiko lęšiuko sutrikimai, kuriuos ištaisyti padeda akiniai: Trumparegiams skiriami akiniai su sklaidomaisiais lęšiais, o toliaregiams su glaudžiamaisiais.
Tipiniais atvejais glaudžiamuoju lęšiu sudaryti atvaizdai. Atstumas nuo daikto iki lęšio yra didesnis už dvigubą židinio nuotolį. Daikto atvaizdas gaunamas tikras, apverstas ir sumažintas. Daiktas yra tarp lęšio židinio ir dvigubo židinio nuotolio. Jo atvaizdas tikras, apverstas ir padidintas. Daiktas yra prie pat lęšio, t.y. Arčiau negu jo židinio nuotolis. Atvaizdas menamas, todėl jo negalima nufilmuoti arba nufotografuoti.
Pavyzdžiai Šviesolaidžiai
Štai ir viskas! Naudota literatūra: Vytauto Tarasonio “Fizika III” Mokslo enciklopedija, Iliustruota faktopedija, Mokyklinė enciklopedija “Mokslas” Internetas.
