III этап проекта "Видимое излучение и его роль в медицине"

• Проект «Видимое излучение и его роль в медицине»

III ЭТАП

Ознакомление с основными разделами проекта

Проект «Видимое излучение и его роль в медицине»

Прямолинейное распространение света. Законы оптики

Линзы

Волновые свойства света

1. Прямолинейное распространение света. Законы оптики

Астрономический метод измерения скорости света

Олаф Ремер,  1676 г.

Свет в однородной среде распространяется прямолинейно.

Прямолинейностью распространения света объясняется образование тени и полутени.

1. Прямолинейное распространение света. Законы оптики

Закон отражения света:

• Падающий луч, отражающий луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.
• Угол отражения  равен углу падения  α : α =

1. Прямолинейное распространение света. Законы оптики

• Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред

2. Падающий луч, луч преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости

1. Прямолинейное распространение света. Законы оптики

Полное внутреннее отражение наблюдается при переходе света из среды оптически более плотной в оптически менее плотную среду

2. Линзы

Виды линз: 1) двояко-выпуклая; 2) плоско-выпуклая; 3) вогнуто-выпуклая; 4) двояко-вогнутая; 5) плоско-вогнутая; 6) выпукло-вогнутая

d – расстояние от предмета до линзы;

f – расстояние от линзы до изображения

F – фокусное расстояние

2. Линзы

D – оптическая сила линзы

Система СИ – диоптрии [дптр]

n – показатель преломления;

R1, R2 – радиусы кривизны

2. Линзы

Г – линейное увеличение линзы;

Н – размер изображения;

h – размер предмета;

d – расстояние от предмета до линзы;

f – расстояние от линзы до изображения

2. Линзы

Глаз как оптическая система

• Склера – защитная оболочка
• Роговица
• Радужная оболочка
• Хрусталик
• Мышца
• Сетчатая оболочка
• Зрительный нерв

Изображение удаленного предмета в глазе: а – нормальный глаз; b – близорукий глаз; c – дальнозоркий глаз

3. Волновые свойства света

Дисперсия

Зависимость показателя преломления света от его цвета называется дисперсией.

Луч белого света, проходя через трехгранную призму не только отклоняется, но и разлагается на составляющие цветные лучи.

Выводы Ньютона: 

• призма не меняет свет, а только разлагает его на составляющие;
• световые лучи, отличающиеся по цвету, отличаются по степени преломляемости; наиболее сильно преломляются фиолетовые лучи, менее сильно – красные.

" К аждый  О хотник  Ж елает  З нать,  Г де  С идит  Ф азан".

И. Ньютон (1642 - 1727)

3. Волновые свойства света

Интерференция

Интерференция света  – нелинейное сложение интенсивностей двух или нескольких световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Ее распределение называется  интерференционной картиной .

Интерференция света в опыте Юнга

3. Волновые свойства света

Интерференция

Условие максимума

Разность хода волн равна целому числу длин волн (четному числу длин волн)

Амплитуда результирующего колебания максимальна

3. Волновые свойства света

Интерференция

Условие минимума

Разность хода волн равна нечетному числу длин полуволн

Амплитуда результирующего колебания минимальна

3. Волновые свойства света

Интерференция в природе

3. Волновые свойства света

Интерференция в быту

3. Волновые свойства света

Дифракция

Дифракция света - явление отклонения световых лучей в область геометрической тени при прохождении мимо краев препятствий или сквозь отверстия, размеры которых сравнимы с длиной световой волны

3. Волновые свойства света

Дифракция

Принцип Гюйгенса-Френеля:

• Вторичные волны, исходя из точек одного и того же волнового фронта (волновой фронт – это множество точек, док которых дошло колебание в данный момент времени), когерентны, т. к. все точки фронта колеблются с одной и той же частотой и в одной и той же фазе;
• Вторичные волны, являясь когерентными, интерферируют

Дифракционная решетка

- это оптический прибор для измерения длины световой волны

– период решетки

– условие максимума,

k – порядок дифракционного спектра

3. Волновые свойства света

Поляризация

Поляризованной волной называется такая поперечная волна, в которой колебания всех частиц происходит в одной плоскости.

Опыт с турмалином

В луче света от обычного источника присутствуют колебания векторов напряженности электрического поля и магнитной индукции. При прохождении через кристалл турмалина свет поляризуется

3. Волновые свойства света

Поляризация

У поляризационного света колебания вектора напряженности происходят только в одной плоскости, которая совпадает с осью симметрии кристалла

Схема действия поляризатора и стоящего за ним анализатора

Если кристалл начать поворачивать, то луч будет постепенно гаснуть и погаснет совершенно, когда положение осей симметрии обоих кристаллов станет взаимно перпендикулярным