Refrakcija svjetlosti. Zakoni loma svjetlosti. Potpuna unutarnja refleksija. Tijek zraka u objektivu. Formula za tanke leće
geometrijski optika proučava zakone širenja svjetla, razmatra glavne točke ove znanosti u odnosu na dobivanje fotografija. To će omogućiti dublje razumijevanje procesa koji se pojavljuju u vašem fotoaparatu.
Riječ "fotografija" znači pisati uz pomoć svjetla (od grčkog. "Fotografije" - svjetlo i "milost" - pisati). Zapravo, fotografija kao metoda dobivanja stabilnih slika koristi mnoge fizičke i kemijske osobine svjetlosti. Uz pomoć fizičkih svojstava dobiva se svjetlost optička slika dok se predmeti uklanjaju i kada su izloženi kemijskom svjetlu, ova slika je fiksirana i stabilna.
PRIRODA SVJETLA
Svjetlo, poput zvuka, ima valnu prirodu. Valovi nastali pomicanjem kondenzacije i razgradnjom zraka zbog mehaničkih oscilacija objekta nazivaju se zvukom, a svjetlosni valovi su elektromagnetski valovi koji se šire brzinom od 300.000 km / s.
Svjetlosni izvori su sva tijela koja se mogu vidjeti neovisno od osvjetljenja i koja osvjetljavaju okolna tijela. Elektromagnetske oscilacije, tj. Svjetlo, šire se iz svih izvora svjetlosti u svim smjerovima. Za rasvjetu važan je samo onaj dio svijeta koji, kada uđe u ljudsko oko, uzrokuje vizualnu senzaciju. Ovaj dio svjetla naziva se svjetlosni tok. Jedinica svjetlosnog toka je lumen (lm). Na primjer, ističemo da obična svijeća daje svjetlosni tok od samo 10-15 lm, a električne svjetiljke - stotine i tisuće lumena. Svjetlosni tok Sunca je 10 25 lm. Zato je lakše fotografirati i snimati u dobrom sunčanom vremenu.
Za karakterizaciju električnih svjetiljki često se koristi još jedan pokazatelj - svjetlosna učinkovitost, koja se izražava svjetlosnim fluksom u lumenima po vatu snage svjetiljke. U fotografiji se za stvaranje umjetne rasvjete koriste foto-svjetiljke relativno male veličine, ali se razlikuju od uobičajenih za mnogo veći izlaz svjetla. Tako, konvencionalna 500 W svjetiljka za napon od 127 V ima svjetlosni povrat od 17,8 lm / W, a foto cijev u križnoj cijevi iste snage i napona iznosi 32 lm / W.
Svjetlosni izvori gotovo nikad se ne emitiraju jednako iz svih izvora svjetlosti u svim smjerovima. Na primjer, električna žarulja ovješena od stropa emitira veći svjetlosni tok prema dolje, manji na stranama i potpuno beznačajan prema gore. Za karakterizaciju izvora svjetlosti količinom svjetlosti koju emitira u određenom smjeru koristi se pojam intenziteta svjetlosti. Za jedinicu intenziteta svjetlosti usvojena je candela. Što je svjetlosni tok jači i oštriji, to je veći intenzitet izvora svjetlosti. Posebne foto svjetiljke karakterizira visok intenzitet svjetla. Na primjer, svjetlosna snaga od 500 W zrcalnih svjetiljki je 10 tisuća kandela.
Intenzitet svjetla svjetiljki u smjeru osvjetljenja može se značajno povećati pomoću reflektora ili reflektora. Stoga se na fotografiji za umjetnu rasvjetu obično koriste posebni foto-iluminatori.
Isti izvor svjetla različito svijetli ovisno o udaljenosti između njega i osvijetljene površine. Doista, u blizini svjetiljke, svjetlosni tok je raspoređen na malom području, i puno svjetla po jedinici površine. Daleko od svjetiljke, isti svjetlosni tok pada na veće područje, a malo svjetla pada na jedinicu površine. Osim udaljenosti od svjetiljke, važan je i kut smjera zraka. Kada zrake padaju okomito, svjetlosni tok se raspodjeljuje na manje područje nego s kosim učinkom zraka.
Omjer svjetlosnog toka prema području na koje padaje naziva se osvjetljenje. Po jedinici osvjetljenja uzima se lux (lx). Lux je osvjetljenje koje stvara svjetlosni tok od 1 lm na površini od 1 m 2. U fotografiji se uređaj koji se naziva foto-eksponometrom koristi za brzo određivanje osvjetljenja uklonjenih objekata, kao i za potrebnu ekspoziciju pri snimanju.
Zakoni propagacije svjetlosti u prozirnim medijima razmatraju se u jednom od dijelova fizike koji se nazivaju geometrijska, ili optička zraka.
Razumjeti principe rada optički instrumenti (uređaji za foto-kamere, dalekozori itd.) potrebno je upoznati se s zakonima geometrijske optike.
RAZMIŠLJANJE I ODGOVARANJE SVJETLA
Zraka svjetlosti koja se širi u homogenom mediju je jednostavna. Na granici dva medija, na primjer, "zrak - staklo" ili "zrak - voda", smjer svjetlosnog snopa se mijenja. U ovom dijelu svijeta vraća se na prvu srijedu. Ovaj fenomen naziva se refleksija.
Zakon refleksije svjetla određuje relativni položaj upadnog snopa AO, reflektiranog snopa OS i okomitog VO na površinu MM, obnovljenu na mjestu incidencije. Ako se kut između upadne zrake AO i okomice VO na površinu MM, rekonstruiran od točke upada, naziva kutom upada, a kut između okomice i reflektiranog snopa OS je kut refleksije, kut refleksije jednak je kutu upada. Štoviše, incidentna zraka, reflektirani zrak i okomica na međusklop između dva medija leže u istoj ravnini.
Poznato je da se na granici dva medija mijenja smjer širenja svjetla. Pojavljuje se, kao što smo zabilježili, djelomičan odraz svjetlosti. Drugi dio svijeta, u slučajevima kada je drugi medij transparentan, prolazi kroz granicu medija, dok se smjer propagacije, u pravilu, mijenja. Drugim riječima, ako se zraka svjetla prije prelamanja širi u smjeru AO, onda, kada se lomi u točki O, ona ide dalje u smjeru OD. Ovaj fenomen naziva se lom.
Kada se svjetlo lomi na matiranim površinama, kao u refleksiji, ono se raspršuje. Ovaj fenomen uzima se u obzir prilikom fotografiranja i snimanja. Okružujući izvor svjetla zamagljenim ili kaljenim staklom, osvijetlite „mekšu“ rasvjetu i uklonite izravni udar prejake svjetlosti u oči.
Mjerenjem kutova upada i loma mogu se ustanoviti sljedeći zakoni loma svjetlosti: omjer sinusnog kuta upada prema sinusu kuta loma je konstantna vrijednost za ta dva medija (indeks refrakcije tvari se obično pokazuje u odnosu na zrak) i naziva se indeks refrakcije drugog medija u odnosu na prvi; incidentna zraka, lomljena zraka i okomica na međuprostor između dva medija, rekonstruirana u točki upadanja zraka, leže u istoj ravnini.
Indeksi loma su različiti za različita okruženja. Tako optička stakla koja se koriste u proizvodnji fotografske i filmske opreme imaju indeks loma od 1,47 do 2,04. Optička stakla s visokim indeksom loma nazivaju se kremeni, s manjim - krunama.
PRISME I LEĆE
Prizme. U optičkim sustavima vrlo često se koristi fenomen svjetlosti koja prolazi kroz klinasta tijela ograničena neparalelnim ravninama. Stakleni klinovi u optici nazivaju se prizme. U optičkim uređajima često se koristi staklena prizma čija je osnova jednakokračan trokut. Zraka svjetla, koja prolazi kroz prizmu, dvaput se lomi - u točkama B i C i uvijek skreće prema svom širem dijelu. Prizma vam omogućuje da rotirate snop svjetla za 90 °, što je potrebno, na primjer, u daljinomjerima kamera. Smjer svjetlosnog snopa može se mijenjati za 180 ° (prizmatični dalekozori).
Raspršivanje svjetlosti, Zrake različitih boja prelamaju se u staklu na različite načine. Ljubičaste zrake imaju najveći indeks loma, a najmanji crveni. Stoga, kada snop bijele svjetlosti koji se sastoji od različitih boja pogodi prizmu, on se razlaže u niz boja, tj. Stvara se spektar. Ovaj fenomen naziva se disperzija svjetlosti.
Leće. Najvažniji dio gotovo svih optičkih uređaja su leće - transparentna, najčešće staklena tijela, omeđena sferičnim površinama. Prva leća s lijeve strane naziva se četverokutna četverokuta. Treća i posljednja leća su konveksne na jednoj strani i konkavne na drugoj. Takve se leće nazivaju meniskus, ili jednostavno meniskus. Tri lijeve leće u sredini su deblje nego na rubovima i nazivaju se skupljanjem. Tri desna sočiva se raspršuju, a na rubovima su deblja.
Objašnjava djelovanje sakupljanja i difuzije leća. Zbirna leća može biti predstavljena kao zbirka velikog broja prizmi koje se šire prema sredini, a difuzna leća može se predstaviti kao zbirka prizmi koje se šire prema rubovima. Prizme skreću zrake svjetlosti u smjeru ekspanzije, stoga leće, koje su deblje u sredini, odbijaju zrake do sredine, tj. Skupljaju ih, a one koje su deblje na rubovima skreću zrake na rubove, tj. Raspršuju ih.
Ako je sakupljač leće postavljen ispred izvora svjetlosti i zaslon je smješten iza njega, promjenom udaljenosti između izvora svjetlosti i leće ili leće i zaslona, može se dobiti jasna obrnuta (obrnuta) slika izvora svjetlosti na zaslonu.
To znači da se zrake koje izlaze iz bilo koje točke A izvora svjetla, nakon prolaska kroz leću, ponovno sakupljaju u jednoj točki A 1, a štoviše samo na zaslonu.
Pravac koji prolazi kroz središta kuglastih površina C1 i C2 koji graniče sa lećom naziva se optička os OO leće. Točka u kojoj se zrake koje dosežu leću s snopom paralelno s optičkom osi presijecaju nazivaju se fokusom objektiva, a ravnina koja prolazi kroz fokus i okomito na optičku os naziva se žarišna ravnina. Udaljenost objektiva od fokusa naziva se žarišna duljina objektiva. Žarišne duljine različitih leća razlikuju se ovisno o vrsti stakla iz kojeg je izrađena leća i njegovom obliku. Manje žarišne duljine objektivom, to jače skuplja ili rasipa zrake. Inverzna jačina žarišne duljine leće naziva se njegova optička snaga. Optička snaga objektiva s žarišnom duljinom od 100 cm uzima se kao jedinica i zove se dioptrija.
Postoji jasna veza između žarišne duljine sabirne leće, kao i udaljenosti od objekta do leće i od leće do slike, izražene tzv. Osnovnom formulom leće:
1 / a + 1 / a 1 = 1 / F
gdje je a 1 udaljenost od objekta do leće;
a je udaljenost od objektiva do slike;
F - žarišna duljina leće.
Iz formule se može vidjeti da se udaljenost od objekta do objektiva povećava, udaljenost od njezine slike do leće se smanjuje, i obrnuto.
Odnos linearnih dimenzija optičke slike prema linearnim dimenzijama snimljenog objekta naziva se mjerilo slike.
Jednostavan objektiv nije bez mana. Dakle, ako kao objektiv za fotografije koristite jednostavan objektiv, slika neće biti dovoljno oštra i izobličena. Ove mane slike uzrokovane su brojnim nedostacima objektiva - sferičnom i kromatskom aberacijom, distorzijom, astigmatizmom i komom.
Sferna aberacija nastaje zbog činjenice da srednji dio leće skuplja zrake u manjoj mjeri nego rubovi, a zrake koje prolaze blizu sredine leće idu dalje od zraka koje prolaze blizu rubova leće. Kao rezultat sferne aberacije, dobiva se nekoliko žarišta na glavnoj optičkoj osi leće, što dovodi do stvaranja mutne slike. U proizvodnji leća, učinak sferne aberacije je smanjen postavljanjem manje jake divergentne leće na leću za skupljanje. Različita sferna aberacija je koma, koja je karakteristična za objekt koji se nalazi pod kutom u odnosu na optičku os objektiva. Slika u ovom slučaju dobiva se u obliku figure u obliku kometa.
Pojava kromatske aberacije nastaje zbog raspršenja svjetlosti. U ovom slučaju, slika u boji je zamagljena, jer su žarišta zraka različitih boja spektra, zbog različitog indeksa loma, smještena na različitim točkama optičke osi. Nedavno su se zahtjevi za kromatskom korekcijom leća dramatično povećali zbog širokog razvoja fotografije i filma u boji. U praksi se kromatska aberacija eliminira odabirom leća za skupljanje i raspršivanje koje imaju traženi indeks loma.
Uzrok izobličenja je približno jednak sferičnoj aberaciji. Ovaj nedostatak jednostavnog objektiva dovodi do zamjetnih zakrivljenosti ravnih linija objekata. Na prirodu izobličenja utječe položaj dijafragme (neprozirna ploča s okruglom rupom u sredini): ako se dijafragma nalazi ispred leće, tada izobličenje postaje u obliku bačve; ako se dijafragma nalazi iza leće - zatezač. Izobličenje se značajno smanjuje kada se dijafragma nalazi između vodova.
U slučaju kada se objekt nalazi pod određenim kutom u odnosu na optičku os objektiva, oštrina vertikalnih ili horizontalnih linija je prekinuta. Takve izobličenja slike uzrokuje astigmatizam - najteže popraviti nedostatak objektiva. Optički sustav sa značajno eliminiranim astigmatizmom naziva se anastigmat.
DOBIVANJE OPTIČKOG SLIKE U FOTOGRAFIJI
Optička slika objekta u fotoaparatu u trenutku snimanja se dobiva slično objektivu. Svaki subjekt je skup svjetlosnih ili osvijetljenih točaka, tako da konstrukcija slika dviju krajnjih točaka subjekta određuje položaj cijele slike. Svaka kamera ima neprozirnu kameru i objektiv koji je kombinirani optički sustav korigiran od aberacija iz određenog broja leća. Objektiv stvara optičku sliku objekta na fotoosjetljivom materijalu smještenom na stražnjoj strani fotoaparata. Postavljanjem objekta na različite udaljenosti od leće možete dobiti optičku sliku njezine nejednake veličine. Najčešće su objekti daleko od objektiva, a slike su stvarne, smanjene i inverzne. Kada je subjekt smješten nešto dalje od fokusa (prednji), slika je zapravo, uvećana i obrnuta. Ako predmet približite fokusu, tada stvarna slika neće raditi. U ovom slučaju, slika je imaginarna, proširena i izravna.
Refrakcija svjetlosti - mijenjanje smjera širenja optičkog zračenja (svjetla) dok prolazi kroz međusklop između dva medija.
Zakoni loma svjetlosti:
1) Svijetlo udara, zraka lomljenog i okomitog, podignutog do točke upada na međusklop između dva medija, leže u istoj ravnini .
2) Omjer sinusa kuta upada prema sinusu kuta loma je konstantna vrijednost za dani par medija. Ta se konstanta naziva indeks loma n21 drugog medija u odnosu na prvi:
Relativni indeks loma dvaju medija jednak je omjeru njihovih apsolutnih indeksa loma n 21 = n 2 / n 1
Apsolutni indeks loma medija naziva se vrijednost n, jednaka omjeru brzine od elektromagnetskih valova u vakuumu do njihove fazna brzina v u mediju n = c / v.
3) Zraka svjetlosti koja pada na međusklop između dva medija okomita na površinu, prelazi u drugi medij bez prelamanja.
4) Incidentni i lomljeni zrake su reverzibilni: ako je snop usmjeren duž staze lomljenog zraka, tada će lomljena zraka slijediti put incidentne zrake.
Ukupna unutarnja refleksija - refleksija svjetlosti na međuprostoru dviju prozirnih tvari, bez praćenja loma. Potpuna unutarnja refleksija nastaje kada se snop svjetlosti upali na površinu koja odvaja određeni medij od drugog, optički manje gustog medija, kada je kut upadanja veći od graničnog kuta prelamanja.
Tijek zraka u objektivu.
Leća je prozirno tijelo ograničeno s dvije sferične površine. Ako je sama debljina
leće su male u usporedbi s polumjerima zakrivljenosti sfernih površina, a leća se naziva tanak.
Leće se skupljaju i raspršuju. prikupljanje (pozitivne) leće su leće koje pretvaraju zrake paralelnih zraka u konvergirajuće. raspršenje (negativne) leće su leće koje pretvaraju zrake paralelnih zraka u divergentne. Objektivi, u kojima je sredina deblja od rubova - sakuplja, au kojima su rubovi deblji - rasipaju se.
Naziva se pravac koji prolazi kroz središta zakrivljenosti O1 i O2 sfernih površina glavna optička osa leće, U slučaju tankih leća, možemo približno pretpostaviti da se glavna optička osa presijeca s lećom u jednoj točki, što se obično naziva optički središnji objektiv O, Snop svjetlosti prolazi kroz optičko središte leće, ne odstupajući od izvornog smjera. Pozivaju se sve linije koje prolaze kroz optički centar bočne optičke osi.
Ako je snop zraka paralelan glavnoj optičkoj osi usmjeren prema objektivu, nakon prolaska kroz leću, zrake (ili njihov nastavak) će se okupiti u jednoj točki F, koja se naziva glavni fokus leće. u tanke leće postoje dva glavna fokusa smještena simetrično na glavnoj optičkoj osi u odnosu na leću. Pri sakupljanju trikova leća su stvarni, u raspršujućim su oni imaginarni. Zrake zraka paralelne s jednom od sekundarnih optičkih osi, nakon prolaska kroz leću, također su fokusirane na točku F ", koja se nalazi na sjecištu sekundarne osi s žarišnom ravninom F, odnosno ravninom okomitom na glavnu optičku os i prolazi kroz glavni fokus. leća O i glavni fokus F nazivaju se žarišnom duljinom, a označeno je istim slovom F. Za konvergentnu leću, razmotrite F\u003e 0, za difuzni F< 0.
Vrijednost D, inverzna žarišna duljina, naziva se optička snaga leće. Jedinica mjerenja optičke snage u SI je dioptrija (dioptrija).
Tijek zraka u lećama
Glavno svojstvo leća je sposobnost da se daju slike objekata. Slike su izravne ili obrnute, stvarne ili imaginarne, uvećane ili smanjene.
Položaj slike i njezin karakter može se odrediti geometrijskim konstrukcijama. Da biste to učinili, upotrijebite svojstva nekih standardnih zraka (prekrasne zrake), čiji je tijek poznat. To su zrake koje prolaze kroz optički centar ili jedan od žarišta leće, kao i zrake paralelne glavnoj ili jednoj od sekundarnih optičkih osi. Stvaranje slike u tankom objektivu:
1. Snop paralelan glavnoj optičkoj osi prolazi kroz glavnu točku fokusa.
2. Snop paralelan sekundarnoj optičkoj osi prolazi kroz sekundarni fokus (točka na sekundarnoj optičkoj osi).
3. Zraka koja prolazi kroz optičko središte leće se ne lomi.
4. Prava slika je sjecište zraka. Imaginarna slika - sjecište nastavaka zraka
Skupljajući objektiv
1. Ako se stavka nalazi iza dvostruki fokus.
Da biste izgradili sliku objekta, morate postaviti dvije grede. Prva greda prolazi od vrha objekta paralelno s glavnom optičkom osi. Na leći se zraka lomi i prolazi kroz žarišnu točku. Druga zraka mora biti usmjerena od vrha predmeta kroz optičko središte leće, proći će bez prelamanja. Na sjecištu dvaju zraka stavljamo točku A '. To će biti slika gornje točke objekta. Na isti način konstruirana je i slika donje točke objekta. Kao rezultat konstrukcije dobiva se reducirana, obrnuta, stvarna slika.
2.Ako je objekt u točki dvostrukog fokusa.
Za izgradnju je potrebno koristiti dvije grede. Prva greda prolazi od vrha objekta paralelno s glavnom optičkom osi. Na leći se zraka lomi i prolazi kroz žarišnu točku. Druga zraka mora biti usmjerena od vrha predmeta kroz optički centar leće, a proći će kroz leću bez prelamanja. Na sjecištu dvaju zraka postavite točku A1. To će biti slika gornje točke objekta. Na isti način konstruirana je i slika donje točke objekta. Kao rezultat konstrukcije dobiva se slika čija se visina podudara s visinom objekta. Slika je obrnuta i valjana.
3. Ako se objekt nalazi u razmaku između fokusa i dvostrukog fokusa.
Za izgradnju je potrebno koristiti dvije grede. Prva greda prolazi od vrha objekta paralelno s glavnom optičkom osi. Na leći se zraka lomi i prolazi kroz žarišnu točku. Druga zraka mora biti usmjerena od vrha predmeta kroz optički centar leće. Kroz objektiv prolazi bez loma. Na sjecištu dvaju zraka stavljamo točku A '. To će biti slika gornje točke objekta. Na isti način konstruirana je i slika donje točke objekta. Kao rezultat konstrukcije dobiva se povećana, obrnuta, stvarna slika.
Difuzna leća
Objekt se nalazi ispred difuznog objektiva.
Za izgradnju je potrebno koristiti dvije grede. Prva greda prolazi od vrha objekta paralelno s glavnom optičkom osi. Na leći se zraka lomi na takav način da nastavak ove zrake prelazi u fokus. I drugi snop, koji prolazi kroz optičko središte, prelazi nastavak prvog snopa u točki A '- to će biti slika gornje točke objekta, a na isti način je konstruirana i slika donje točke objekta. Rezultat je izravna, smanjena, imaginarna slika. Prilikom pomicanja predmeta u odnosu na difuzni objektiv, uvijek se dobiva izravna, smanjena, imaginarna slika. Prilikom pomicanja predmeta u odnosu na difuzni objektiv, uvijek se dobiva izravna, smanjena, imaginarna slika.
Položaj slike i njezina priroda (stvarna ili imaginarna) također se može izračunati pomoću
formule za tanke leće. Ako je udaljenost od objekta do objektiva označena s, a udaljenost od objektiva do slike kroz f, tada se formula tanke leće može napisati u obliku:
Vrijednosti d i f također podliježu određenom pravilu znakova: d\u003e 0 i f\u003e 0 za stvarne objekte
(tj. stvarni izvori svjetlosti, a ne nastavci zraka koji se spajaju iza leće) i slike; d< 0 и f < 0 – для мнимых источников и изображений.
Najjednostavniji slučaj centriranog sustava koji se sastoji od samo dviju sfernih površina koje odvajaju bilo koji prozirni, dobro refraktivni materijal od okoline je od velike važnosti. Takav sustav je leća i igra važnu ulogu u mnogim optičkim uređajima.
Objektiv se naziva tankim ako je udaljenost između vrhova sfernih površina koja ga omeđuju malena u usporedbi s polumjerima zakrivljenosti površina. Za tanku leću, vrhovi refraktivnih površina mogu se smatrati da se podudaraju u jednoj točki, koja se zove optičko središte leća. Bilo koja paraksijalna zraka koja prolazi kroz točku optičkog centra, praktički ne doživljava lom. Doista, za takve zrake, područja obje površine leće mogu se smatrati paralelnim, tako da snop koji prolazi kroz njih ne mijenja smjer, već samo pomiče paralelno sa samim sobom (lom u ravninsko-paralelnoj ploči), a budući da se debljina leće može zanemariti, pomak je zanemariv i greda praktično prolazi bez prelamanja. Zraka koja prolazi kroz središte se zove os leća. Naziva se jedna od osi koja prolazi kroz središta zakrivljenosti obje površine glavni , ostalo - štetan .
Izraz koji se odnosi na položaj objekta i njegovu sliku u objektivu ( formula objektiva ) može se izvesti ako uzmemo u obzir dva uzastopna prelamanja zraka na svakom od sučelja (Sl. 2.8). Prva (uzduž zrake) lomne površine daje sliku objekta A u točki C, koja je, pak, subjekt za drugi duž zrake površine. Konačna slika objekta A u leći je točka B. Sljedeći izraz dobiven je pod istim ograničenjima koja smo uveli kada se lomi na jednom sfernom sučelju medija. Pravila i uvjeti: homocentricity grede stigmatični slika , paraxiality i pravilo potpisivanja, Glavne ravnine tanke leće podudaraju se i okomite su na glavnu optičku os u optičkom središtu, stoga se udaljenosti od objekta i slike mjere od optičkog središta leće ( i 1 i i 2). Označava se indeks loma objektiva n l, indeks loma homogenog medija u kojem (pretpostavljamo) je leća - n Sri R 1 - polumjer zakrivljenosti prve duž snopa lomne površine, R Polumjer 2 sekunde. U ovom slučaju, formula objektiva bit će:
(2.12)
Izraz omogućuje jedinstveno određivanje položaja slike, ako je položaj objekta. Desni dio jednakosti ne ovisi o položaju objekta i njegovoj slici i određen je samo svojstvima samog objekta. optički sustav, Prva zagrada ( n l - n određuje fizičke parametre sustava i (1 / R 1 – 1/R 2) - geometrijski. Analogno formuli sferne refraktivne površine, naziva se desna strana izraza (2.12) optička snaga tanka leća:
Lako je pokazati da je optička snaga tanke leće u osnovi zbroj optičkih sila njegovih površina. dapače:
Izmjerena snaga objektiva dioptrija (dioptrija). 1 dioptrija - je optička snaga leće koja je u zraku, a ima žarišnu duljinu od 1 metar.
Naziva se objektiv prikupljanje (pozitivan ) ako D > 0; raspršivanje (negativan ) ako D < 0. В случае линзы представленной на рис. 2.9: R 1\u003e 0, i R 2 < 0, тогда и оптическая сила такой линзы D \u003e 0 ako n l\u003e n Sri Dakle, znak optičke snage leće određen je njegovim geometrijskim parametrima i omjerom indeksa loma medija.
Na sl. 2.10 prikazane su leće različitih konfiguracija. ako n l\u003e n Sri, onda su leće označene brojevima 1, 2, 3 pozitivne, a brojčane 4, 5, 6 - negativne, ako n l< n vjenčati, obrnuto.
S obzirom na tanku leću u homogenom mediju, možete unijeti vrijednosti
, (2.14)
određivanje položaja glavnih točaka fokusa ovog optičkog sustava. Oni se dobivaju analogno s fokalnim razmacima sferne refraktivne površine i, kao što se može vidjeti, imaju različite znakove. Dakle, točke fokusa leže na suprotnim stranama leće (točka prvog fokusa je ispred leće, točka drugog fokusa je iza leće uzduž snopa), ali su jednake u apsolutnoj vrijednosti. Stoga ponekad, koristeći fizički žargon, govorimo o "fokusu" leće (jedna žarišna duljina).
Primjer izgradnje slike u tankom leći prikazan je na slici 3. 2.11. Ovdje prikupljajući (pozitivni) objektiv stvara pravu, obrnutu i smanjenu sliku. y. Subjekta y, Linearno (poprečno) povećanje koje daje tanka leća izračunava se na isti način kao i za jednu površinu:
. (2.15)
Slično gore navedenom, nalazimo da je za invertirani važeće slike povećanje je negativno i za izravno imaginarno V > 0.
Magnituda i znak linearnog povećanja za istu leću ovise o lokaciji objekta. Ako se objekt nalazi iza dvostrukog fokusa sabirne leće (Sl. 2.12a), tada je njegova slika stvarna, obrnuta i smanjena.
Ako je objekt u točki dvostrukog fokusa, slika postaje jednaka, ostaje važeća i obrnuta (Slika 2.12b). Kada se subjekt približava leći, slika se postupno udaljava, povećavajući veličinu, a kada objekt dosegne prednju žarišnu ravninu - prenosi se u beskonačnost (sl. 2.12c, d).
Položaj objekta između fokusa i leće dovodi do stvaranja imaginarne, izravne, uvećane slike (slučaj povećala ili povećala, sl. 2.12d).
Negativnu (difuznu) leću karakterizira znatno manja varijabilnost formiranih slika: za svaki raspored subjekta slika se zamišlja, izravno i reducira (sl. 2.12e).
Ako postoji optički sustav koji se sastoji od nekoliko tankih leća složenih u homogeni medij ( n Sri), kako bi odredili žarišnu duljinu takvog sustava, možete koristiti izraz
, (2.16)
gdje D Sist se definira kao zbroj optičkih sila svakog objektiva pojedinačno, izračunat za okoliš u kojem se nalazi sam sustav.
Leće žarišnih točaka. In ch. IX. Formulirao je zakon loma svjetlosti koji utvrđuje kako se smjer svjetlosnog snopa mijenja kada svjetlost prolazi iz jednog medija u drugi. Razmotren je najjednostavniji slučaj loma svjetlosti na ravnom sučelju između dva medija.
U praktičnim primjenama, lom svjetlosti na sfernom sučelju je vrlo važan. Glavni dio optičkih uređaja - leća - je obično stakleno tijelo, omeđeno s obje strane sfernim površinama; U konkretnom slučaju, jedna od površina leće može biti ravnina, koja se može smatrati sferičnom površinom beskonačno velikog radijusa.
Leće mogu biti napravljene ne samo od stakla, već i općenito, od bilo koje prozirne tvari. U nekim uređajima, na primjer, koriste se leće od kvarca, kamene soli, itd. Primijetite da površine leća također mogu biti složenijeg oblika, na primjer cilindrične, parabolične, itd. Međutim, takve leće se koriste relativno rijetko. U nastavku se ograničavamo na razmatranje leća sa sfernim površinama.
Sl. 193. Tanke leće: - optički centar, i - središta sfernih površina koje graniče s lećom
Razmotrite, dakle, leću ograničenu dvjema sferičnim površinama lomom i (Sl. 193). Središte prve lomne površine nalazi se u središtu druge površine - na točki. Na sl. 193 radi jasnoće, prikazana je leća označene debljine. Zapravo, obično pretpostavljamo da su predmetne leće vrlo tanke, tj. Udaljenost je vrlo mala u usporedbi s ili. U ovom slučaju, točka i može se smatrati praktički spajanjem u jednoj točki. Ta se točka naziva optičkim središtem leće.
Svaka linija koja prolazi kroz optičko središte naziva se optička osa leće. Jedna od osi, koja prolazi kroz središta obje refraktivne površine leće, naziva se glavna optička osa, ostatak su sekundarne osi.
Snop koji putuje po bilo kojoj od optičkih osi, prolazi kroz leću, praktički ne mijenja svoj smjer. Doista, za zrake koji idu uz optičku os, dijelovi obje površine leće mogu se smatrati paralelnim, a debljinu leće smatramo vrlo malom. Kada prolazimo kroz ravan-paralelnu ploču, kao što znamo, svjetlosni zrak prolazi paralelno pomicanje, ali se pomicanje grede u vrlo tankoj ploči može zanemariti (vidi Vježbu 26 nakon poglavlja IX).
Ako svjetlosna zraka udari u leću ne duž jedne od svojih optičkih osi, nego u bilo kojem drugom smjeru, tada, nakon što je doživjela lom, najprije na prvoj graničnoj površini leće, zatim na drugoj, odstupa od izvornog smjera.
Objektiv prekrijte crnim papirom 1 s izrezom koji ostavlja mali prostor otvoren blizu glavne optičke osi (Sl. 194). Dimenzije reza, pretpostavljamo male u usporedbi s i. Stavimo paralelni snop svjetlosti na leću 2 duž njegove glavne optičke osi s lijeva na desno. Zrake koji prolaze kroz otvoreni dio leće prelamaju se i prolaze kroz određenu točku koja leži na glavnoj optičkoj osi desno od leće na udaljenosti od optičkog centra. Ako se bijeli zaslon 3 nalazi na točki, mjesto gdje se presjecaju zrake prikazuju se kao sjajna mrlja. Ova točka na glavnoj optičkoj osi, gdje se zrake paralelne s glavnom optičkom osi sijeku nakon prelamanja leće, naziva se glavni fokus, a udaljenost se naziva žarišna duljina leće.
Sl. 194. Glavni fokus leće
Lako je pokazati, koristeći zakone loma, da će se sve zrake paralelne s glavnim optičkim kozicama i prolaziti kroz mali središnji dio leće, nakon prelamanja, doista presjeći u jednoj točki, nazvanoj iznad glavnog fokusa.
Razmotrite snop koji pada na leću paralelno s glavnom optičkom osi. Neka ova greda ispuni prvu refrakcijsku površinu leće u točki na visini iznad osi, i mnogo manja od i (Sl. 195). Lomljena zraka će ići u smjeru i, nakon što se ponovno lomi na drugoj površini koja okružuje leću, izlazi iz leće u smjeru koji čini kut s osi. Točka presijecanja ove zrake s osi označena je s, a udaljenost od te točke do optičkog središta leće označena je.
Povucite kroz točke i ravnine tangentne na refraktivnu površinu leće. Te tangentne ravnine (okomite na ravninu crteža) presjeći će se pod određenim kutom, a kut je vrlo mali, budući da je objektiv koji razmatramo tanak. Umjesto loma snopa u leći, očito možemo razmotriti prelamanje istog snopa u tankoj prizmi koju smo stvorili u točkama i tangentnim ravninama.
Sl. 195. Refrakcija u leći snopa paralelno s glavnom optičkom osi. (Debljina leće i visina K prikazane su kao pretjerane u usporedbi s udaljenostima, te su prema tome i kutovi i brojka preveliki.)
Vidjeli smo u § 86 da kada se lomi u tankoj prizmi s lomećim kutom, snop odstupa od izvornog smjera za kut jednak
gdje je indeks refrakcije tvari iz koje je izrađena prizma. Očito, kut je jednak kutu (sl. 195), tj.
. (88.2)
Dopustiti i biti središta sferne refraktivne površine leće, te su i radijusi tih površina. Polumjer je okomit na ravninu tangente, a radijus je na tangencijalnu ravninu. Prema dobro poznatom geometrijskom teoremu, kut između tih okomica, koje označavamo, jednak je kutu između ravnina:
S druge strane, kut, kao vanjski kut u trokutu, jednak je zbroju kutova koje čine radijusi i os:
Dakle, pomoću formula (88.2) - (88.4) nalazimo
(88.5)
Pretpostavili smo da je on mali u usporedbi s radijusima sfernih površina i razmakom točke od optičkog središta leće. Stoga su i kutovi r i mali i možemo zamijeniti sinuse tih kutova samim kutovima. Nadalje, zbog činjenice da je leća tanka, možemo zanemariti njenu debljinu, uzimajući u obzir; , a također zanemariti razliku u visini točaka i, s obzirom da se nalaze na istoj visini iznad osi. Tako to možemo približno pretpostaviti
Zamjenjujući ove jednakosti u formulu (88.5), nalazimo
, (88.7) iz optičkog središta leće.
Dakle, dokazano je da leća ima glavni fokus, a formula (88.9) pokazuje kako žarišna duljina ovisi o indeksu prelamanja tvari iz koje je izrađena leća, te o radijusima zakrivljenosti njegovih lomnih površina.
Pretpostavili smo da paralelni zrak zraka pada na leću s lijeva na desno. Suština materije neće se promijeniti, naravno, ako je isti snop zraka koji se kreće u suprotnom smjeru, tj. S desna na lijevo, usmjeren na leću. Taj snop zraka paralelno s glavnom osi ponovno će se okupiti u jednoj točki - drugom fokusu leće (Sl. 196) na udaljenosti od svog optičkog središta. Na temelju formule (88.9) zaključujemo da, dakle, oba žarišta leže simetrično na obje strane leće.
Fokus se obično naziva prednji fokus, fokus je stražnji fokus; Prema tome, udaljenost se naziva prednja žarišna duljina, a udaljenost se zove zadnja žarišna duljina.
Sl. 196. Leće žarišnih točaka
Ako se točkasti izvor svjetlosti postavi u fokus leće, svaki od zraka, koji izlazi iz te točke i lomi se u leći, ići će dalje paralelno s glavnom optičkom osi leće, u skladu sa zakonom reverzibilnosti svjetlosnih zraka (vidi § 82). Tako će u tom slučaju iz leće izaći snop zraka paralelno s glavnom osi.
U praktičnoj primjeni odnosa koje smo dobili, uvijek je potrebno zapamtiti pojednostavljujuće pretpostavke iznesene prilikom njihovog izvođenja. Vjerujemo da paralelne zrake padaju na leću na vrlo maloj udaljenosti od osi. Ovaj uvjet nije u potpunosti zadovoljen. Stoga, nakon prelamanja leće, točke presjeka zraka neće se strogo podudarati, već će zauzeti određeni konačni volumen. Ako na ovo mjesto stavimo ekran, na njega ćemo dobiti ne geometrijsku točku, već uvijek manje-više nejasnu svijetlu točku.
Još jedna okolnost koju moramo zapamtiti je da ne možemo ostvariti strogo točkovni izvor svjetla. Stoga, postavljajući izvor u fokus leće barem vrlo malen, ali uvijek konačne veličine, nećemo dobiti strogo paralelni zrak zraka pomoću leće.
U § 70 je navedeno da strogo paralelni zrak zraka nema fizičko značenje. Navedeni komentari ukazuju da su razmatrana svojstva leća u skladu s ovim općim fizičkim položajem.
U svakom pojedinačnom slučaju nanošenja leće na određeni izvor svjetla za dobivanje paralelnog snopa zraka ili, obrnuto, kada se koristi leća za fokusiranje paralelnog snopa, treba posebno provjeriti stupanj odstupanja od onih pojednostavljujućih uvjeta pod kojima su formule izvedene. No, bitne značajke fenomena prelamanja svjetlosnih zraka u leći, te formule prenose ispravno, a odstupanja od njih će se raspravljati kasnije.
OPTIKA
U ovom dijelu proučavamo zakone zračenja, apsorpciju i širenje svjetlosti. Svjetlo ima dvojnu prirodu: manifestira se kao potok čestice - fotoni(kvanti svjetlosti), i kako elektromagnetsko zračenje(elektromagnetski val). Ovo se svojstvo zove corpuscular - wave dualizam svjetlosti. Kod nekih pojava valna svojstva svjetla (interferencija, difrakcija, polarizacija) su izraženija, u drugima - corpuscular svojstva (foto efekt, toplinsko zračenje, Comptonov efekt). Broj optičkih pojava do sada je bio u stanju objasniti i iz vala i iz korpuskularnih (kvantnih) položaja.
ZAKONI OTKRIVANJA I RAZMIŠLJANJA SVJETLA
Poznato je da se u optički homogenom mediju svjetlost širi pravocrtno konstantnom brzinom v. vrijednost
to se zove apsolutni indeks loma medija .
Ovdje c = 3 8 10 8 m / s je brzina svjetlosti u vakuumu.
Kada svjetlo padne na sučelje između dva medija, snop se reflektira i lomi (slika 1). Kut upada svjetlosnog snopa jednak je kutu refleksije, tj.
α = α ′. (1.2)
Ovaj se uvjet naziva pravo refleksije .
Snop koji se reflektira i reflektira, kao i okomica, držana na mjestu upada, leži u istoj ravnini. i
pri čemu su n 1 i n 2 apsolutni indeksi loma prvog i drugog medija; n21 je relativni indeks loma drugog medija u odnosu na prvi; β je lomni kut svjetlosnog snopa.
Posljednji izraz je zakon loma svjetlosti .
Kao što se može vidjeti iz (1.3), kada je svjetlost upadna iz medija koji je optički manje gust, u medij s većom optičkom gustoćom (n 1 n n 2), kut loma β je manji od kuta upada α. U suprotnom slučaju (za n 1 ›n 2), kut β je veći od kuta α (slika 2), te je moguće da se lomljena zraka klizi duž sučelja između medija (sl. 2, isprekidana linija), tj. Β = 90 º.
Kut upada koji odgovara ovoj prilici naziva se granica (αpr). Kada se svjetlost upali pod kutom većim od granice, lomljena zraka uopće ne izlazi u drugi medij i, reflektirajući se iz sučelja, vraća se u prvi medij. Ovaj fenomen se naziva ukupni unutarnji odraz .
Primjer , Laserska zraka pod kutom α = 30 º pada na ravnu paralelnu staklenu ploču s indeksom loma 1,5 i debljinom d = 5 cm i ide paralelno s izvornom zrakom. Odredite udaljenost lizmeđu zraka koji su izašli.
RJEŠENJE. Tijek zraka u ploči prikazan je na slici. 3. Koristeći zakon loma svjetlosti, nalazimo kut β:
Iz toga slijedi da je kut β = 19 ° 30 ′.
udaljenost l između zraka može se naći na: BED:
l= BD α cos α.
Segment BD određuje se s obzirom na: BCD:
BD = 2VK = 2d tg β.
l= 2d g tg β α cos α = 2d ∙ tg 19º30 ′ ∙ cos 30º = 2 5, 0, 3541 0.8665 = 0.3063 (cm).
Lom svjetlosti u lećama
Leće su predmeti izrađeni od prozirnih materijala, s obje strane omeđeni lomljivim površinama, najčešće sferičnim. Objektivi su bikonveksni, bikonkave, ravne konveksne, ravne U ovom slučaju, ravna površina može se smatrati sferičnim beskonačno velikim radijusom zakrivljenosti.
Fokus objektiv To je točka na kojoj se, nakon prelamanja leće, siječe zrake na leći paralelno s njegovom optičkom osi. Naziva se udaljenost F od fokusa do središta leće žarišne duljine objektiva.
Za tanke leće smještene u homogenom mediju, omjer
gdje i i u - udaljenost od objektiva do objekta i od leće do slike; R1 i R2 su radijusi zakrivljenosti graničnih površina; F je žarišna duljina leće; D = 1 / F - optička snaga leće (u SI sustavu se mjeri u dioptrijama, dptr). Sve udaljenosti, izmjerene tijekom grede, uzimaju se znakom "+" na putu snopa - znakom "-".
Povećanje objektiva k je omjer veličine slike i veličine objekta.
Primjer, Na udaljenosti i = 25 cm od bikonveksne leće L s optičkom snagom D = 10 dioptrija, objekt se postavlja s visinom AB = 3 cm, a nalazi se položaj i visina slike objekta A 1 1, kao i povećanje leće k.
ODLUKA, Odredite žarišnu duljinu objektiva
F = 1 / D = 1/10 = 0,1 (m).
Izgradite sliku objekta AB. Da biste to učinili, iz svake od točaka A i B treba provesti najmanje dvije zrake. Povucite zrake AB 1 i BA 1 kroz sredinu leće; niti mijenjaju svoj pravac. Još dvije zrake koje dolaze iz točaka A i B paralelno s optičkom osi prolaze kroz fokus objektiva F. Kao rezultat konstrukcije, vidimo da je rezultirajuća slika stvarna, inverzna i smanjena.
Prema formuli (1.4) nalazimo udaljenost uod objektiva do slike:
Iz sličnosti trokuta AOB i A 1 OB 1 slijedi
A 1 B 1 = AB ∙ u/i= 3 6 0,16 / 0,25 = 1,82 (cm)
Povećanje leće k = A 1 V 1 / AV = 1,82 / 3 = 0,66.
SVJETLOSNA SMETNJA
Kada se dodaju dva koherentan valni intenzitet ja 1 i ja 2 intenziteta jarezultirajući val jednak je
ja= ja 1 + ja 2 + 2√ ja 1 ja 2 cos δ, (1.5)
gdje je δ razlika faza valova koji se preklapaju.
U onim točkama u prostoru, gdje je cos δ δ ›0, dobiveni intenzitet veći je od zbroja intenziteta izvornih valova, tj. ja› ja 1 + ja 2. A gdje je cos δ δ 0, naprotiv - dobiveni intenzitet je manji od zbroja intenziteta izvornih valova - ja‹ ja 1 + ja 2 .
Stoga dolazi do preraspodjele energije svjetlosnog toka: na nekim mjestima valovi se međusobno pojačavaju, tamo se promatraju uspone intenzitetima svjetlosti, dok se u drugima valovi međusobno oslabljuju i događaju se padove intenzitet svjetla. Ovaj fenomen se naziva smetnje svjetlosti .
Optički put L svjetlosni val je proizvod geometrijske duljine puta a svjetlo na indeksu loma medija n:
L = s n.(1.6)
Razlika optičkog putadva svjetlosna valova naziva se magnituda
Δ = L 2 - L 1 = a 2 n 2 - a 1 n 1 . (1.7)
Optička razlika u kretanju vala Δ povezana je s njihovom faznom razlikom δ u odnosu
Δ = –– λ 0. (1.8)
Ovdje je λ 0 valna duljina u vakuumu.
Ako je razlika optičkih putova valova jednaka parnom broju poluvalova, tj.
= ± 2 m λ 0/2 = ± m λ 0, (1.9)
onda kada su superponirani opaženi maksimum smetnji , Ako je razlika optičkog puta neparan broj poluvalova
Δ = ± (2 m + 1) λ 0/2, (1.10)
zatim s njihovim dodavanjem minimum interferencije .
Naziva se udaljenost između susjednih visina (ili padova) propusnost smetnji Δ x, Promatrajući interferencijski uzorak iz dva koherentna izvora svjetlosti (Youngov doživljaj, Fresnelova zrcala, Fresnelov biprizam, itd.), Širina interferencijskog pojasa izračunava se pomoću formule
Δ x =––– λ, (1.11)
gdje l - udaljenost od izvora svjetlosti do zaslona za promatranje; d - udaljenost između izvora svjetlosti; λ je valna duljina.
Razlika optičkog puta svjetlosnih valova kada se reflektira iz tankog filma
Δ = 2d√ n 2 - sin 2 α ± λ / 2 = 2 d ncos β ± λ / 2. (1.12)
ovdje d - debljina filma; α i β su kutovi upadanja i loma vala. Dodatna razlika putanja od ± λ / 2 nastaje zbog gubitka poluvalova kada se svjetlost odbija od medija, koji je optički gušći.
Polumjeri Newtonovih svijetlih prstenova u reflektiranom svjetlu (ili tamno u propuštenom svjetlu)
Radijusi tamnih prstena Newtona u reflektiranom svjetlu (ili svjetlosti u prolazu)
(1.14)
gdje R - radijus leće; m- broj zvona; n- indeks loma medija između leće i staklene ploče.
Primjer , Na ravninski-paralelnom filmu s indeksom loma 1,25, koji je u zraku, paralelni snop monokromatskog svjetla valne duljine λ normalno pada. Kako će izgledati ovaj film u reflektiranoj svjetlosti ako je njegova debljina d = 10 λ?
ODLUKA , Razmotrimo snop svjetlosti 1 koji pripada snopu upadne svjetlosti. Poznato je da tijekom normalne pojave refraktirana zraka ne mijenja smjer. U točki A, snop svjetlosti 1 djelomično se reflektira od prvog lica filma u suprotnom smjeru (snop 1), djelomično prolazi u izvornom smjeru do točke B i reflektira se s druge strane filma (1΄΄). Radi praktičnosti, zrake 1΄ i 1 separately prikazane su odvojeno, u stvari, idu u istom smjeru. Zrake 1 i 1 su koherentne, jer dobivene dijeljenjem jedne grede na dvije i mogu ometati nametanje. Budući da se gubitak poluvalova javlja kada se svjetlost odbija od gornje granice filma, razlika optičkog puta u ovom slučaju određuje se kao
Δ = L 2 - L 1 = 2d n -(- λ / 2) = 2 d n + λ / 2. (1.15)
Budući da se debljina filma i kut upadanja zraka ne mijenjaju, razlika putanja ometajućih zraka kroz film je ista. Stoga će film biti obojen jednoliko: ako je zadovoljen uvjet interferencijskih minimuma (1.10), bit će taman, a ako je zadovoljen uvjet maksimuma (1.9), bit će obojen bojom upadnog monokromatskog zračenja.
Općenito, možete pisati
2d n + λ / 2 = x λ / 2, (1.16)
imajući na umu to sa ravnim x film u reflektiranom svjetlu bit će svijetao, a za neparan - taman.
Pronađite vrijednost iz jednadžbe (1.16):
2d n + λ / 2 4 d n
x= –––––––––-- = ––––- +1;
4 ∙ 10 λ λ ∙ 1.25
x= –––––––––-- + 1 = 51,
odnosno dobila je neparan broj, iz čega slijedi da će film u reflektiranom svjetlu biti taman.
Primjer , Fenomen interferencije svjetla koristi se za određivanje indeksa loma transparentnih materijala pomoću instrumenata koji se zovu interferencijski refraktometri , Slika 6 prikazuje shematski dijagram takvog refraktometra. ovdje S - uski prorez kroz koji prolazi svjetlo valne duljine λ = 589 nm; 1 i 2 - dugačke kivete l = 10 cm svaki, čiji je refrakcijski indeks ispunjen zrakom n = 1,000277; L 1 i L 2 - leće; E - zaslon za promatranje interferencijskog uzorka. Kod zamjene zraka u jednoj od zračnih ćelija amonijakom, interferencijski uzorak na zaslonu pomaknuo se za N = 17 traka u odnosu na izvorni uzorak. Odredite indeks loma amonijaka.
ODLUKA , Razmotrimo točku A u središtu zaslona E. Očito, razlika optičkog puta Δ 1 u slučaju punjenja obje kivete zrakom je nula. Iz uvjeta maksimuma Δ1 = m 1 λ = 0 slijedi redoslijed maksimuma m 1 u točki A također je nula.
Pri punjenju jedne kivete amonijakom, razlika optičkog puta Δ 2 u ovom trenutku bit će
Δ2 = n i l- n l = m 2 λ, (1.17)
gdje m 2 - novi maksimalni poredak, koji je jednak problemskom stanju m 2 = m 1 + n. Zbog toga je interferencijski uzorak i na svim točkama zaslona pomaknut na N traka. Slijedi
n i l- n l = m 2 λ = ( m 1 + N) λ;
n a = n+ ––––––– λ ;
n a= n+ 1,000277 + ––––––– ∙589∙10 -9 = 1, 001278.
Pozornost treba posvetiti visokoj točnosti mjerenja indeksa loma ovom metodom.
Difrakcija svjetlosti
Difrakcija svjetlosti - to je val koji se savija oko prepreka u veličini usporedivoj s valnom duljinom zračenja, zbog čega valovi odstupaju od svog pravocrtnog širenja. Ovaj fenomen se događa za valove bilo koje prirode - mehaničke, elektromagnetske itd.
Radijusi Fresnelovih zona za sferne valove
za ravne valove
gdje i i b- udaljenost od izvora vala do prepreke, odnosno od prepreke do točke promatranja; m - broj zone; λ je valna duljina.
S difrakcijom ravnog svjetlosnog vala na pravokutnoj beskonačno dugoj širini proreza imaksimalni difrakcijski uvjet