Шкала электромагнитных волн

-радиоволны;

( - сверхвысокочастотное излучение (СВЧ);

( - инфракрасное излучение (ИК);

( - видимый свет;

( ) – ультрафиолетовое излучение (УФ);

- рентгеновское излучение;

- -излучение.

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

· Закон отражения (рис. 5).

Рис. 5

· Закон преломления (рис. 6),

где - относительный показатель преломления второй среды относительно первой, и - абсолютные показатели преломления.

· Абсолютный показатель преломления показывает, во сколько раз скорость света в среде меньше, чем в вакууме .

· Полное внутреннее отражение возможно только при падении света из среды оптически более плотной в менее плотную ( ).

· Предельный угол полного отражения определяется из условия (рис. 7) .

· Формулы тонкой линзы:

1) ,

где - расстояние от предмета до линзы, - расстояние от линзы до изображения, - фокусное расстояние, - оптическая сила линзы, знак «+» ставится перед действительными величинами, «-» - перед мнимыми.

2) ,

где - показатель преломления линзы, - показатель преломления окружающей среды, и - радиусы кривизны линзы, «+» - для выпуклых поверхностей, «-» - для вогнутых.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

· Интерференция света – наложение двух (или нескольких) когерентных световых волн, в результате чего происходит пространственное перераспределение светового потока с образованием максимумов и минимумов.

· Когерентными называются волны одинаковой частоты и постоянной разности фаз.

• Скорость света и длина волны в среде

,

где – скорость света в вакууме; - абсолютный показатель преломления среды, - длина волны в вакууме.

• Оптическая длина пути световой волны

где – геометрическая длина пути световой волны в среде с показателем преломления n.

• Оптическая разность хода двух световых волн

• Зависимость разности фаз от оптической разности хода световых волн

где λ₀ – длина световой волны в вакууме.

• Условие интерференционных максимумов

• Условие интерференционных минимумов

· Координаты максимумов и минимумов интенсивности в опыте Юнга (а также в опытах с зеркалами и бипризмой Френеля)

; ,

где m= 0, 1, 2…-номер интерференционной полосы, d – расстояние между двумя когерентными источниками, находящимися на расстоянии L от экрана .

• Ширина интерференционной полосы

· Оптическая разность хода при интерференции в тонких плёнках в проходящем свете:

,

в отражённом свете:

где d – толщина пленки; n – её показательпреломления; – угол падения; r – угол преломления.

• Радиусы светлых колец Ньютона в отраженном свете (или темных в проходящем свете)

где m – номер кольца; R – радиус кривизны линзы.

• Радиусы темных колец Ньютона в отраженном свете (или светлых в проходящем свете)

• В случае «просветления оптики» интерферирующие лучи в отраженном свете гасят друг друга при условии

где – показатель преломления материала линзы; – показатель преломления пленки.

Радужные пятна на поверхности воды, покрытой тонкой пленкой бензина, а также радужная окраска мыльных пузырей объясняются интерференцией света.

ДИФРАКЦИЯ СВЕТА

· Дифракцией называется огибание волной препятствий, соизмеримых с длиной волны, и проникновение света в область геометрической тени.

· Радиус внешней границы m - йзоны Френеля для сферической волны

,

где m — номер зоны Френеля; l — длина волны; и — расстояния диафрагмы с круглым отверстием соответственно от точечного источника и от экрана, на котором дифракционная картина наблюдается.

· Условия дифракционных максимумов и минимумов от одной щели, на которую свет падает нормально

	условие максимума
	условие минимума

(m = 1, 2, 3, ...),

где — ширина щели; j — угол дифракции; m — поря­док спектра;
l — длина волны.

· Условия главных максимумов и минимумов от дифракционной решетки, на которую свет падает нормально

(m = 0, 1, 2,...) – условие максимума

- (k= 1, 2, 3...) – условие минимума

(m' = 1, 2, 3,...,кроме 0, N, 2N,...) – условие дополнительных минимумов, где d — период (постоянная) дифракционной решетки; N — число штрихов решетки.

· Период дифракционной решетки

,

где N_o— число щелей, приходящихся на единицу длины решетки.

· Условие дифракционных максимумов от пространст­венной решетки (формула Вульфа — Брэггов)

(m = 1, 2, 3, ...),

где d — расстояние между атомными плоскостями крис­талла; q — угол скольжения.

· Угловая дисперсия дифракционной решетки

.

· Разрешающая способность дифракционной решетки

,

где l, (l + dl) — длины волн двух соседних спектраль­ных линий, разрешаемых решеткой; m — порядок спектра; N — общее число штрихов решетки.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА

· Плоскополяризованным называется свет, в котором колебания векторов (и, следовательно ) происходят в одной плоскости. При этом векторы и остаются перпендикулярны друг другу (рис. 8).

· Закон Малюса

,

где I – интенсивность плоскополяризованного света, прошедшего через анализатор; I₀ – интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор; - угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора.

· Закон Брюстера

,

где – угол падения, при котором отраженный от диэлектрика луч является плоскополяризованным; – относительный показатель преломления второй среды относительно первой, и - абсолютные показатели преломления сред.

· Угол поворота плоскости поляризации:

для оптически активных кристаллов и чистых жидкостей

,

где - постоянная вращения, d – длина пути, пройденного светом в оптически активном веществе;

для оптически активных растворов

,

где – удельная постоянная вращения, С – массовая концентрация оптически активного вещества в растворе.

ДИСПЕРСИЯ СВЕТА

· Дисперсией света называется зависимость показателя преломления вещества от частоты (длины волны ) света или зависимость фазовой скорости световых волн от его частоты

; .

Следствием дисперсии является разложение в спектр пучка белого света при прохождении его через призму. Причём, под максимальным углом отклоняются самые короткие волны (фиолетовые). Радуга на небе также объясняется дисперсией света.