Despre fenomenele pticheskie în natură.
Fenomene asociate cu reflexia luminii. Obiectul și reflectarea ei.
Că peisajul reflectat în apă nu este diferită de cea reală, și doar oglindită „cu susul în jos“, departe de ea. Dacă o persoană se uită în seara târziu, după cum luminile reflectate în apă sau ca o bancă recunoscută, coborând la apă, reflexia se pare mai scurt și complet „dispar“, în cazul în care observatorul este ridicat deasupra suprafeței apei. De asemenea, nu puteți vedea reflexia blaturilor de piatră, din care o parte este scufundată în apă.
observator Peisaj vede acest lucru ca în cazul în care acesta a fost vizualizat dintr-un punct de pe suprafața apei la fel de profund ca ochiul observator este deasupra suprafeței. Diferența dintre peisaj și imaginea ochilor lui scade pe măsură ce se apropie de suprafața apei, precum și cu creșterea distanței obiectului.
Rainbow - un fenomen ceresc frumos - a atras întotdeauna atenția oamenilor.
Pentru prima dată teoria curcubeu a fost dată în 1637 de către René Descartes. El a explicat curcubeul ca un fenomen asociat cu reflexia și refracția luminii în picăturile de ploaie.
Rainbow văzut în partea opusă soarelui, împotriva nori de ploaie sau ploaie. arc multicoloră de obicei stocate pe observator la o distanță de 1 până la 2 km. și, uneori, se poate observa, la o distanță de 2- 3 m de picături de apă pe izvoarele de fond formate, sau spray-uri de apă.
În curcubeu sunt șapte culori de bază, lin tranziția de la una la alta. Arc View, culori vii, lățimi de bandă dependentă de mărimea picăturii de apă și cantitatea. picături mari de a crea un curcubeu îngust, cu subliniat brusc în culori, mici - arc vagi, decolorat și chiar alb. Acesta este motivul pentru curcubeu luminos îngust văzut în timpul verii, după o furtună de ploaie, în timpul căreia picături mari sunt în scădere.
Cel mai adesea vom vedea un curcubeu. Există cazuri când cerul apar simultan două benzi de curcubeu situate una în spatele celeilalte; ceas și mai multe arc ceresc - trei, patru și chiar cinci, în același timp.
Unul dintre fenomenele optice cel mai frumos al naturii este aurora. În cele mai multe cazuri, aurorelor sunt de culoare verde sau nuanță albastru-verde, cu un pete ocazionale sau roz sau roșu de frontieră. Aurorele sunt observate în două forme de bază - sub formă de benzi și sub formă de pete.
Straluciti aurorele sunt împărțite în patru clase, care diferă una de cealaltă în ordine. Pentru prima clasă fac parte strălucire, abia vizibile, și aproximativ egal în luminozitate de Calea Lactee, strălucitoare ca a patra clasă a Pământului iluminat la fel de strălucitoare ca luna plină.
rază de lumină în optica geometrică - linia de-a lungul căreia se transferă energia luminii. Mai puțin clar, dar mai clar, acesta poate fi numit un fascicul de lumină de mici dimensiuni transversale a fasciculului de lumină.
Conceptul de fasciculul de lumină este piatra de temelie a opticii geometrice. Această definiție se înțelege că direcția de curgere a energiei radiante (pentru fasciculul de lumină) este independent de dimensiunile transversale ale fasciculului de lumină. Datorită faptului că lumina este un fenomen val, difracția are loc, și astfel un fascicul îngust de lumină nu se extinde într-o anumită direcție, și are o distribuție unghiulară finită.
Acționează propagarea rectilinie a luminii: un mediu omogen transparent lumina se deplasează în linie dreaptă.
În legătură cu legea propagării rectilinie a luminii, noțiunea de un fascicul de lumină, care are un sens geometric al liniei, de-a lungul căreia lumina se propagă. semnificație fizică reală sunt fascicule de lumină de lățime finită. Fasciculul de lumină poate fi considerată ca axa fasciculului de lumină. Deoarece lumina, precum și orice radiație care transferă energia, putem spune că fasciculul de lumină indică direcția fasciculului luminos de transfer de energie. De asemenea, legea de propagare rectilinie a luminii ne permite să explice modul în care sunt eclipsele solare și lunare (înfățișată pe eclipsa solara ilustrația. În Eclipsa de Luna și Pământul „schimbare“ locuri).
Dispersia luminii (distribuția luminii) - un fenomen în funcție de substanță absolută a indicelui de refracție pe lungimea de undă (sau frecvența) a (dispersia de frecvență) lumină, sau ceea ce este aceeași dependență de viteza de fază a luminii în substanța lungimea de undă (sau frecvența). Descoperirea experimentală a lui Newton în jurul valorii de 1672, cu toate că, teoretic, este destul de bine explicate mult mai târziu.
Culoare - caracteristică subiectivă calitativă a radiației electromagnetice în domeniul optic, care este determinată pe baza senzației vizuale fiziologice în curs de dezvoltare și depinde de o serie de factori fizici, fiziologici și psihologici.
senzație de culoare apare în creier în timpul excitației și inhibarea celulelor sensibile la culoare - receptori umani ale retinei sau a altor animale conuri. Se crede (deși atât de nimeni și nu a fost dovedit până în prezent) că există trei tipuri de celule cu conuri diferite în sensibilitatea spectrală la oameni și primate - condiționată „roșu“, „verde“, condiționată și condiționat „albastru“ Sensibilitate de conuri este scăzută, astfel încât pentru o bună percepție a culorilor necesită o iluminare sau de luminozitate suficientă. Cele mai multe sunt bogate în receptori de culoare din partea centrală a retinei.
Fiecare senzație de culoare la om poate fi reprezentat ca suma experiențelor acestor trei culori (așa-numita „teorie a trei componente de culoare viziune“). Sa constatat că reptile, păsări și pești unele au o gamă mai largă de radiații optice percepute. Ei văd aproape de ultraviolete (300-380 nm), o parte albastru, verde și roșu a spectrului. La atingerea necesară pentru a înțelege luminozitatea culorilor cei mai mulți receptori extrem de sensibile viziune amurg - betisoare - opri automat.
Reflecție - fenomenul undei revenire parțială sau totală (electromagnetică), ajungând la interfața dintre cele două medii (obstacole) în mediul din care acestea sunt potrivite pentru această limită.
Legea de reflectare a luminii - setează schimbarea în calea fasciculului de lumină în direcția de întâlnirea cu reflexie (oglinda) suprafața: incident și reflectat razele se află într-un singur plan cu normala la suprafața de reflexie în punctul de incidență, și care împarte unghiul normal de între grinzi în două părți egale. formularea larg raspandita, dar mai puțin precisă „unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidență“ nu indică direcția exactă a fasciculului de reflecție.
Versatil în conceptul de fizica este viteza luminii c. Valoarea sa în vidul nu este numai a limita viteza de propagare a undelor electromagnetice de orice frecvență, dar, în general, limita viteza de propagare a oricărui impact asupra obiectelor materiale. Când propagarea luminii în diferite medii scade viteza luminii v: v = c / n. unde n este indicele de refracție al mediului, caracterizat prin proprietățile sale optice și în funcție de frecvența luminii: n = n (v).
Refracția - schimbarea direcției de propagare a undelor electromagnetice radiații, care apar la interfața dintre două medii transparente pentru aceste valuri sau suporturi mai groase, cu proprietăți diferite în mod continuu.
Refracția luminii la interfața dintre două medii conferă un efect paradoxal vizual: traversarea interfeței elemente directe uite formele medii mai dense un unghi mare cu normala la interfața (adică, refractată „în sus“); în timp ce fasciculul care intră în mediul mai dens, distribuit în acesta într-un unghi mai mic la normal (adică, refractată „în jos“). Același efect optic conduce la erori în determinarea vizuală a adâncimii apei, care par întotdeauna mai mică decât este în realitate.
Refracția luminii în atmosferă conduce la faptul că ne vedem răsăritul soarelui un pic mai devreme, și apus de soare un pic mai mult decât ar fi fost în absența unei atmosfere. Din același motiv, soarele aproape de orizont discul este aplatizată vizibil de-a lungul verticală.
legea lui Snell de refracție descrie refractia luminii la interfața a două medii. Acesta poate fi, de asemenea, folosit pentru a descrie refracția de natură diferită, cum ar fi sunetul.
Unghiul de incidență a luminii pe suprafața asociată cu raportul unghiului de refracție
aici:
n1 - indicele de refracție al mediului din care lumina cade pe interfața;
A1 - unghiul de incidență - unghiul dintre raza de incident și suprafața normală la suprafață;
n2 - indicele de refracție al mediului în care intră lumina, care trece de interfață;
Unghiul de refracție - - A2 unghiul dintre fasciculul transmis prin suprafața și normala la suprafață.
Lens - detaliu dintr-un material omogen transparent optic delimitată de două suprafețe lustruite refractare rotative, cum ar fi sferice sau plane și sferice. În prezent, mai mult și mai des folosite și „lentilă asferică“ forma suprafeței este diferită de o sferă. Ca material de lentile materiale optice, cum ar fi sticla, sticlă optică, un material plastic optic transparent și alte materiale utilizate în mod obișnuit.
În funcție de formele se disting de colectare (pozitiv) și lentila difuzor (negativ). Grupul de lentile colective includ de obicei o lentilă, în care mijlocul grosimii marginilor și împrăștiind gruparea - marginile lentilelor sunt mai groase decât la mijloc. Trebuie remarcat faptul că acest lucru este valabil numai în cazul în care indicele de refracție al materialului lentilei este mai mare decât cea a mediului. În cazul în care indicele de refracție al cristalinului este mai puțin, situația va fi inversat. De exemplu, cu bule de aer în apă - biconvex lentilă negativ.
Lentilele sunt de obicei caracterizate, puterea optică (măsurată în dioptrii) sau distanta focala.
În cazul în care obiectivul va scadea lumina de la o sursă foarte îndepărtată, razele care pot fi reprezentate printr-un fascicul paralel ajunge, atunci când ieșiți din ea pentru a refracta razele la un unghi mare, și punctul F, punctul de intersecție al acestor grinzi se va deplasa pe axa optică mai aproape de obiectiv. În aceste condiții, punctul de intersecție a razelor care părăsesc cristalinului, numit un accent F. și distanța de la centrul lentilei la focalizarea - distanța focală.
putere optică - o cantitate care caracterizează puterea de refracție a cristalinului și centrată axial optice simetrice ale unor astfel de lentile. Măsurată prin puterea optică în dioptrii (unități SI), și invers proporțională cu distanța focală:
Construirea imaginii care oferă o lentilă subțire.
Luați în considerare raza SA de direcție arbitrară, incidentul pe obiectiv, la punctul A. Vom construi linia de distribuție după refracție în lentilă. Pentru aceasta vom construi OB ray, SA paralel și care trece prin centrul optic al lentilei O. Ca prima proprietate a cristalinului OB fasciculul nu schimbă direcția și traversează planul focal la punctul B. A doua proprietate a cristalinului paralel cu fasciculul după refracție SA trebuie să traverseze planul focal în același punct. Astfel, după ce trece prin lentilele fasciculului AB SA va merge pe drum.
In mod similar, se poate construi alte raze, de exemplu SPQ ray.
denote SO distanța de la lentilă la sursa de lumină prin intermediul u, distanța OD de lentile pentru a focaliza razele prin punctul v, distanța focală prin OF f. Deducem o formulă privind aceste cantități.
Luați în considerare două perechi de triunghiuri similare: 1) SOA și OFB; 2) DOA și DFB. Scriem proporții
Secțiunea a primei proporția de a doua, obținem
După împărțirea celor două părți ale expresiei prin v și regrupare termenii, vom ajunge la formula finală
Fotometrie. Intensitatea luminii și iluminare.
Fotometrie - comune pentru toate domeniile de optica aplicate, o disciplină științifică, pe baza care măsurătorile cantitative sunt realizate din caracteristicile de putere a câmpului de radiație.
Intensitatea luminii - o valoare cantitativă a fluxului radiant pe unitate de unghi solid unitate de limita răspândirea acesteia. Cu alte cuvinte, această sumă de lumină (lumeni) pe 1 steradian.
Unghiul solid ar trebui să fie ales astfel încât să limiteze fluxul de ele ar putea fi considerat cel mai uniforma. Apoi, unitatea de unghi solid în direcția puterii sursei de lumină va cuprinde numeric egală cu fluxul luminos
Unitate de măsură SI: candela (cd) = Lumens (lm) / steradian (sr)
Iluminarea - cantitatea fizică este numeric egal incident de flux luminos pe unitatea de suprafață:
Unitatea de măsurare a luminii în sistemul SI este superior (1 lux = 1 lumen / metru pătrat).
Flux luminos - o cantitate fizică ce caracterizează „cantitatea“ de energie de lumină în radiații fluxul corespunzător. Cu alte cuvinte, puterea unei astfel de radiații, care este disponibil pentru percepția ochiului uman normal (P).
Eye - o atingere a corpului uman și animal, având capacitatea de a percepe radiații electromagnetice în gama de lungimi de undă optice și oferă o funcție de vedere. Prin ochi primește 90 la sută din informația din lumea exterioară.
Miopia este numit un astfel de ochi care are focalizarea atunci când starea liniștită a mușchilor oculari se află în interiorul ochiului. Miopia se poate datora eliminării unei lentile mari pe retină, comparativ cu ochiul normal. În cazul în care obiectul este situat la o distanță de 25 cm de ochi miop, imaginea obiectului nu va pe retină, și este mai aproape de obiectiv, în fața retinei. Imaginea a apărut pe retină, este necesar pentru a aduce obiectul la ochi. Prin urmare, distanța mioapa ochi de cea mai bună vizibilitate este mai mică de 25 cm. Hipermetropie numit ochi, care se concentrează într-o stare de calm a musculaturii oculare se afla in spatele retinei. Hipermetropia poate fi cauzată și de faptul că retina este mai aproape de obiectiv decât ochiul normal, iar imaginea obiectului se află în spatele retinei ochiului. În cazul în care obiectul este de a elimina din ochi, imaginea ajunge la retina, de unde și numele acestei lipse - prezbitism.
lentile miopia și Hipermetropia sunt îndepărtate cu ajutorul. Invenția de ochelari a fost un mare avantaj pentru persoanele cu deficiențe de vedere.
În imaginea de ochi miop este in interiorul ochiului in fata retinei. Că sa mutat la retina, este necesară pentru a reduce puterea optică a sistemului de refracție al ochiului. Pentru a face acest lucru, se aplică o lentilă divergentă.
Puterea optică a ochiului sistem de hipermetropie nevoie, dimpotrivă, întărit la imaginea recuperează pe retină. În acest scop, obiectivul de colectare.
Dispozitive optice - dispozitive în care radiația din orice regiune a spectrului (UV, vizibil, infraroșu) este transformată în (este omisă, reflectată, refractată, polarizate). Acestea pot crește, reduce, pentru a îmbunătăți (în cazuri rare, se agravează) calitatea imaginii, pentru a da posibilitatea de a vedea obiectul dorit în mod indirect.
Termenul „Dispozitive optice“ este un caz special al conceptului mai general al sistemelor optice, care include, de asemenea, organe biologice, capabile să transforme undele luminoase.
Spotting (orientare vizuală) țeavă - un dispozitiv optic pentru observarea obiectelor îndepărtate, este compus din lentile care produce un obiect de imagine reală și ocularul pentru a mări imaginea.
Microscop - dispozitiv pentru producerea de imagini mărite și măsurarea obiectelor sau părți ale structurii, care sunt invizibile cu ochiul liber. Acesta reprezintă un set de lentile.
Lupă - un sistem optic format dintr-o lentilă sau lentile multiple concepute pentru mărirea și observarea obiectelor mici, situate la o distanță finită.
Prietenii tăi și vizitatorii ocazionali, prin acest lucru se va adăuga la site-ul meu și rating