Билет № 21. Закон прямолинейного распространения света. Закон отражения света. Плоское зеркало. Явление преломления света.

Луч – это линия, вдоль которой распространяется свет.

Закон прямолинейного распространения света: свет в прозрачной однородной среде распространяется прямолинейно. Доказательством закона прямолинейного распространения света является образование тени и полутени; солнечные и лунные затмения.

При падении лучей на плоскую границу раздела двух сред, происходят явления отражения и преломления.

Законы отражения света:

1. Лучи, падающий и отраженный, лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред в точке падения луча.

2. Угол падения равен углу отражения.

Если параллельный пучок света после отражения остается параллельным, такое отражение называется зеркальным.

Зеркало, поверхность которого, представляет собой плоскость, называется плоским зеркалом. Изображение предмета в плоском зеркале имеет следующие особенности: это изображение мнимое, прямое, равное по размерам предмету, находится оно на таком же расстоянии за зеркалом, на каком предмет расположен перед зеркалом.

Если же после отражения параллельного пучка света, он перестает быть параллельным, такое отражение называется рассеянным.

Преломление света — явление изменения направления распространения света при его прохождении через границу раздела двух сред.

Законы преломления света:

1. Луч, падающий, преломленный и перпендикулярный к линии раздела двух сред, поставленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.

2. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред. Она называется относительный показатель преломления (n)

, где α – угол падения луча, β – угол преломления.

Если свет переходит из оптически менее плотной среды в оптически более плотную, угол падения меньше угла преломления и наоборот.

Если луч падает перпендикулярно к границе раздела двух сред, он не преломляется.

Законы отражения и преломления света справедливы при обратном направлении хода лучей - это называется обратимостью хода световых лучей. Т.е., если падающий луч будет пущен по направлению преломленного, то луч преломленный пойдет по направлению падающего. Это правило справедливо и для падающего и отраженного лучей.

Законы преломления и отражения справедливы для однородных изотропных сред в отсутствии поглощения света.

Среда считается однородной, если показатель преломления во всех ее точках одинаков.

Среда считается изотропной, если ее свойства по всем направлениям одинаковы.

Законы отражения и преломления используются в различных оптических приборах:

1. Отражение: зеркала, перископ;

2. Преломления: фотоаппарат, очки.

Билет №22. Линза. Фокусное расстояние линзы. Построение изображения в собирающей линзе. Глаз как оптическая система

Линза – это прозрачное тело, ограниченное с двух сторон,

часто сферическими, поверхностями. Линзы бывают выпуклые и вогнутые.

Выпуклая линза называется собирающая и на рисунке обозначается стрелкой: .

Вогнутая линза называется рассеивающей и на рисунке обозначается: .

Если на собирающую линзу направить пучок лучей, параллельных ее оптической оси, мы увидим, что лучи после преломления пересекутся в одной точке, лежащей на оптической оси линзы; эту точку называют фокусом линзы F. Расстояние от оптического центра линзы до этой точки называют фокусным расстоянием линзы; его также обозначают буквой F и измеряют в метрах (м).

Если на рассеивающую линзу направить пучок лучей, параллельных ее оптической оси, то после преломления образуется расходящийся пучок, выходящих из такой линзы лучей. Если продолжить их в сторону, противоположную их направлению, то продолжения лучей пересекутся в фокусе линзы, лежащем на оптической оси с той же стороны, с какой падает свет на линзу. Поэтому фокус собирающей линзы является действительным, а рассеивающей – мнимым.

F F

Для построения изображений, даваемых линзами, используются знания хода некоторых лучей, падающих на линзу:

1. Луч, падающий на линзу параллельно главной оптической оси, после преломления проходит через фокус (для рассеивающей линзы – его продолжение идет через фокус).

2. Луч, проходящий через центр линзы, не преломляется.

Изображение, даваемое собирающей линзой, зависит от положения предмета относительно линзы.

· Если предмет находится между линзой и ее фокусом, то его изображение — увеличенное, мнимое, прямое.

· Если предмет находится между фокусом и двойным фокусом линзы, то линза дает его увеличенное, перевернутое, действительное изображение.

· Если предмет находится на двойном фокусном расстоянии от линзы, изображение действительное, перевернутое, равное.

· Если предмет находится за двойным фокусом линзы, то линза дает его уменьшенное, перевернутое, действительное изображение.

Рассеивающая линза всегда дает уменьшенное, прямое, мнимое изображение предмета.

Глаз – это оптический прибор, частью которого является хрусталик – играющий роль линзы. Он окружен мышцами, прикрепляющими его к склере.

Глаз человека имеет почти шарообразную форму, он защищен плотной оболочкой, называемой склерой. Передняя часть склеры - роговая оболочка прозрачна. За роговой оболочкой расположена радужная оболочка. Между роговицей и радужной оболочкой находится водянистая жидкость. В радужной оболочке есть отверстие - зрачок.

За зрачком расположено прозрачное тело, хрусталик. За хрусталиком расположено стекловидное тело. Оно прозрачно и заполняет всю остальную часть глаза. Задняя часть склеры — глазное дно — покрыто сетчатой оболочкой – это сетчатка. Именно здесь располагаются разветвленные окончания зрительного нерва, чувствительные к свету.

Свет, падающий в глаз, преломляется на передней поверхности глаза, в роговице, хрусталике и стекловидном теле, благодаря чему на сетчатке образуется действительное, уменьшенное, перевернутое изображение рассматриваемых предметов.

Свет, падая на сетчатку, раздражает окончания зрительного нерва. Раздражения по нервным волокнам передаются в мозг, и человек получает зрительное впечатление, видит предметы. Процесс зрения корректируется мозгом, поэтому предмет мы воспринимаем прямым.

Для получения изображения на сетчатке при разных положениях предмета, кривизна хрусталика, а значит, и его оптическая сила могут изменяться. Когда мы смотрим на дальние предметы, то кривизна хрусталика сравнительно невелика, потому что мышцы, окружающие его расслаблены. При переводе взгляда на близлежащие предметы мышцы сжимают хрусталик, его кривизна, а следовательно, и оптическая сила увеличиваются. Способность глаза приспосабливаться к видению, как на близком, так и на далеком расстоянии называется аккомодацией глаза. Предел аккомодации наступает, когда предмет находится на расстоянии 12 см от глаза. Расстояние наилучшего видения для нормального глаза равно 25 см.