Вопрос 4. Ход лучей в призме.
Монохроматический свет падает на грань АВ стеклянной призмы (рис.6), находящейся в воздухе.
Рис. 6
S1O1 – падающий луч,
α1-угол падения,
O1O2 – преломленный луч,
- угол преломления.
Так как свет переходит из среды оптически менее плотной в более плотную (из воздуха в стекло), то <α1. Пройдя через призму, свет падает на ее грань АС. Здесь он снова преломляется. α2 – угол падения,
- угол преломления. На данной границе свет переходит из среды более плотной в менее плотную (из стекла в воздух). По этому
>
. Грани АВ и АС, на которых происходит преломление света, называются преломляющимися гранями.
Угол между преломляющимися гранями называется преломляющим углом призмы. Угол
- называется углом отклонения. Грань (ВС), лежащая против преломляющего угла, называется основанием призмы.
Следовательно, если оптическая плотность вещества призмы больше чем окружающей среды, то луч света, проходящий через призму, отклоняется к основанию призмы.
Вопрос 5. Линзы. Фокусное расстояние линзы.
Важнейшая деталь всех оптических приборов – линза (от нем. слова «Линзе» - чечевица).
Несмотря на многочисленные исследования в течение многих веков, до сих пор нельзя сказать ни времени, ни места открытия линз. Удалось лишь установить, что линзы применялись как для увеличения, так и для коррекции дальнозоркости.
Одно из первых исторических свидетельств рассмотрения линз в науке – это отрывок Р. Бэкона: «Если человек будет рассматривать буквы или другие мелкие предметы с помощью кристалла или стекла, или другого прозрачного тела, расположенного над буквами, и если это тело будет шаровым сегментом, выпуклость которого обращена к глазу, находящемуся в воздухе, то буквы видны лучше и кажутся больше…. И потому это приспособление полезно людям старым и со слабым зрением, потому что они могут видеть даже маленькую букву достаточно большой».
Роджер Бэкон – французский монах, родился приблизительно в 1214г. в Ильчестере, в графстве Самерсет. Умер в 1292г.
Известно что Бэкон использовал линзы во многих опытах и даже преподнес одну папе Клименту IV, прося его попробовать применить её.
К середине 14 века очки уже получили довольно широкое распространение. На фреске 1352г. изображен монах в очках.
Линзами называют прозрачные тела, ограниченные двумя гладкими выпуклыми или вогнутыми поверхностями (одна из них может быть плоской).
Различают линзы выпуклые и вогнутые (рис. 7)
Рис. 7
Выпуклые линзы:
а) двояковыпуклая,
б) плосковыпуклая,
в) вогнутовыпуклая.
Вогнутые линзы:
г) двояковогнутая,
д) плосковогнутая,
е) выпукловогнутая,
Выпуклую линзу можно представить в виде совокупности плоскопараллельной пластинки (в середине) и усеченных призм, расширяющихся к середине призмы (рис. 8)
Рис. 8
Вогнутую – как совокупность плоскопараллельной пластинки и усеченных призм, расширяющихся к краям (рис. 9)
Рис. 9
Если призма сделана из материала оптически более плотного, чем окружающая среда, то она отклоняет лучи к основанию.
По этому параллельный пучок после преломления в выпуклой (вогнутой) линзе станет сходящимся (расходящимся). Такие линзы называются собирающими (рассеивающими).
Двояковыпуклую линзу можно представить как тело, получившееся из двух пересекающихся шаров (рис. 10)
Рис. 10
R1, R2 и R3 – радиусы шаров.
О1 и О2, О2и О3 – у тонких линз сливаются в одну О, которая называется оптическим центром линзы.