Аккомодация (приспособление)
1/d+1/f=1/F, для человека f=const; меняется лишь фокусное расстояние F.
Процесс изменения фокусного расстояния глаза для четкого видения предмета на разных расстояниях осуществляется путем изменения кривизны хрусталика, происходи рефлекторно и без участия сознания.
Без аккомодации изображение попадает на сетчатку.
dmin – предел аккомодации.
Волновая оптика. Свет как электромагнитные волны. Некогерентность обычных источников света
λ радио ИК ВИД УФ Re γ ν
Волновая оптика – это часть теории электромагнитных волн Максвелла.
Свет, в узком смысле – это то же, что и видимое излучение, т.е. ЭМ волны в интервале частот воспринимаемых человеческим глазом; причем различие в частоте воспринимается как различие в цвете от красного до фиолетового.
Свет, в широком смысле – это то же, что и оптическое излучение, которое включает в себя кроме видимого еще и ИФК и УФ.
В ЭМ волне колеблются векторы:
E – вектор напряженности Э.П.
H – вектор напряженности М.П.
Т.к. фотохимическая, физиологическая и ряд других действий света, вызываются колебаниями вектора E, то его называют световым вектором.
Уравнение плоской гармонической волны вектора Е:
E= Emax * sinW(t-x/υ), где Emax – амплитуда; W – циклическая частота 2πν; t – время; x – координаты точки на линии распространения волны; υ – скорость волны в среде (υ=с/n).
Отметим, что в этом уравнении есть уравнение волны, излучаемой одним отдельным атомом источника света.
Свет от источника – это есть наложение огромного числа ЭМ волн, изучаемых атомами макроисточника света (свет тела).
В обычных (за исключением лазеров), источниках света, атомы излучают несогласованно (с разными фазами/частотами), вследствие чего условие когерентности (постоянства во времени разности фаз, разными частотами) не выполняется.
Поэтому говорят, что обычные источники света некогерентны.
Интерференция света. Проблема и методы наблюдения интерференции света от обычных (некогерентных) источников света
Интерференция света – это явление наложения когерентных ЭМ волн, вследствие чего происходит перераспределение энергии этих волн в пространстве.
Для обычных источников света – ЭМ волны некогерентны.
В естественных условиях мы не наблюдаем интерференционной картины, в виде чередования светлых (max) и темных (min) участков в окружающем нас пространстве.
Однако, ряд ученых наблюдали интерференцию света, используя для этого специальные методы, в основе которых лежит следующее:
-создание узкого светового пучка
-разделение его на 2 или более части
-заставить эти части идти разными путями (создать разность хода)
-вновь наложить
-если вектора E1 и E2 сонаправлены, то происходит усиление результирующего поля
-если вектора E1 и E2 разнонаправлены, то происходит ослабление результирующего поля
-если вектора E1 и E2 равны и разнонаправлены, то в точке идеальный min.
Рассмотрим метод Юнга
O1
* O max
O2
P
Рассмотрим проекцию т.Р на экране.
Пусть ОО1=ОО2
О1P= r1
О2Р= r2
∆r = r1-r2
Условия max: ∆r = 2kλ/2
Условия min: ∆r = (2k+1)λ/2, где k=0,+-1 и т.д.
Также используются метод тонких пленок; метод направления на зеркала стоящие под углом.
Условия max и min интерференции световых волн при их распространении в разных средах
1ср O1
R1
n1 P
n2
2ср R2
O2
ν1 = ν2 = ν
λ=C/ν
λ1 = υ1/ν
λ2 = υ2/ν
Т.к. υ1≠υ2, то λ1≠λ2
В качестве единой длины волны в условиях max и min, используют длину света в вакууме – λ=С/ν.
Предполагается, что у свет в среде, движется как бы со скоростью С.
-тогда в n1 свет проходит не r1, а r1*n
-тогда во n2 – r2*n
-тогда разность хода световой волны: ∆= r1n1 – r2n2
Подставляем все в условия max и min: ∆rà∆; λàλ0
-условия max: ∆=2k*λ0/2
-условия min: ∆=2k+1* λ0/2, где ∆=r1n1-r2n2 – называется оптической разностью хода; ∆r – геометрическая разность хода; rn=l – оптическая длина пути.
Оптическая длина пути – это то расстояние, которое прошла бы световая волна, если бы она двигалась в среде не со скоростью υ, а со скоростью С.
Понятие об интерферометре и интерференционном микроскопе
Интерференционный микроскоп – сочетание интерферометра и микроскопа.
Используется:
-условия max: ∆=2k*λ0/2
-условия min: ∆=2k+1* λ0/2, где ∆=r1n1-r2n2 – называется оптической разностью хода; ∆r – геометрическая разность хода; rn=l – оптическая длина пути.
Принцип работы интерферометра:
R1
А В
R2
n2
∆= r1n1 – r2n2