Тема 5 оптика

5.1 Геометрична оптика. Фотометрія. Фотоефект

Розділ фізики геометрична оптика вивчає випромінювання, розповсюдження|поширення| та взаємодію з|із| речовиною великого діапазону електромагнітних хвиль — від міліметрових радіохвиль до жорстких -променей. Про електромагнітну природу світла стало відомо лише у XIX столітті|віці|.

Спочатку в оптиці вивчалося видиме світло, що випускається фізичними, хімічними та біологічними джерелами світла. До фізичних джерел відносяться розігріті тіла і люмінесцентні джерела "холодного" свічення; до хімічних — свічення гнилиць та|гниличок|та та білого фосфору; до біологічних — живі|жваві| організми, наприклад, світляк|світлячок|. Усі тіла тому видимі, що тою чи іншою мірою відображають|відбивають| світло,.

В оптиці використовуються різні світлові пучки, що сходяться або розходяться. Достатньо|досить| вузький світловий пучок, що слабо сходиться або розходиться, назвемо|накликатимемо| променем світла (під словом промінь слід розуміти лінію розповсюдження|поширення| енергії випромінювання).

Пристрої|устрої|, які перетворюють промені, є оптичною системою. Джерело променів (власних або відбитих) називають предметом. Промені, що йдуть від предмету до системи, називають вхідними, а після|потім| перетворення в системі — вихідними.

Вивчаючи навколишній світ, людство накопичило|скупчило,нагромадило| велику кількість експериментальних відомостей про світло. Віддзеркалення|відображення,відбиття| та прямолінійність розповсюдження|поширення| світла були відомі близько двох тисяч років тому. На початку XVII століття були сформульовані закони заломлення (Снелліус, потім Декарт). Все це і складає предмет геометричної оптики.

5.1.1 Закони віддзеркалення|відображення,відбиття|

Середовище|середа|, в усіх точках якого швидкість розповсюдження|поширення| світла однакова, називається оптично однорідним середовищем|середою|.

Межею|кордоном| двох середовищ|середи| називається поверхня, що розділяє дві оптично неоднорідні середовища|середа|.

Кут|ріг,куток|  між падаючим променем і перпендикуляром, відновленим до межі|кордону| двох середовищ|середи| в точці падіння, називається кутом|рогом,кутком| падіння.

Кут|ріг,куток|  між відбитим променем і перпендикуляром, відновленим до межі|кордону| розділу двох середовищ|середи| в точці падіння, називається кутом|рогом,кутком| віддзеркалення|відображення,відбиття| (мал. 5.1 а).

I закон: Падаючий промінь, перпендикуляр, відновлений до межі|кордону| розділу двох середовищ|середи| в точці падіння, і відбитий промінь лежать в одній площині|плоскості|.

II закон: Кут|ріг,куток| падіння рівний куту|рогу,кутку| віддзеркалення|відображення,відбиття|: =.

Розрізняють віддзеркалення|відображення,відбиття| дзеркальне і дифузне. Дзеркальним називається віддзеркалення|відображення,відбиття|, при якому падаючий на поверхню паралельний пучок променів залишається паралельним. Дифузним називається віддзеркалення|відображення,відбиття|, при якому падаючий паралельний пучок променів розсіюється.

5.1.2 Закони заломлення

На межі|кордоні| двох середовищ|середи|, окрім|крім| віддзеркалення|відображення,відбиття|, спостерігається заломлення світла — явище, що полягає у частковому переході променя у друге середовище|середу|, змінюючи|зраджуючи| свій первинний напрям|направлення|. Цей промінь називається заломленим.

Кут|ріг,куток| між заломленим променем і перпендикуляром до межі|кордону| розділу двох середовищ|середи| у точці падіння називається кутом|рогом,кутком| заломлення (мал. 5.1 б).