Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования - Яворский Б.М.
Скачать (прямая ссылка):
\ V П2— SlD2I/
При нормальном падении лучей (i = O) А = 0 и A' = d ,
4°. В призме, сечение которой плоскостью, перпендикулярной ее ребрам, изображено на рис. V.l.7, луч света, падающий в плоскости сечения, после преломления на гранях AC и CB отклоняется к основанию. Угол отклонения луча Cp=Z1^r2—а, где її — угол падения луча на грань AC, rt— угол преломления на грани ВС, ос — угол между гранями AC и CB, называемый преломляющим углом призмы.
При условии r2=/i угол отклонения лучей ф — наименьший (ф=фмин). При таком расположении призмы относительно источника света (установка под углом наименьшего отклонения)
sin т= п sin Y і
где п — показатель преломления материала призмы по отношению к окружающей среде.
1.4. Сферические зеркала
Г. Если две среды имеют сферическую границу раздела, то гомоцентрический пучок, исходящий из точечного источника 5 (V.l.3.1°), остается таким же после преломления лишь при условиях SAmSO, AS'mS'Oi, т. е. когда точки О и Oi практически совпадают (рис. V.l.8).
350 ОТДЕЛ V. ГЛ. I. геометрическая (лучевая) оптика
Оптической осью сферической поверхности называется прямая, проходящая через точечный источник света S и центр кривизны С сферической поверхности. Предыдущие условия справедливы лишь для узкого конуса световых лучей с осью, перпендикулярной к сферической границе раздела. Только такие пучки световых лучей, называемые параксиальными (приосевыми) пучками, после преломления остаются гомоцентрическими и дают изображение светящец-
Рис. V.1.8 Рис. V.l.9
ся точки S в виде точки S' (рис. V.l.8). На этом рисунке at и а2 — расстояния от источника S до сферической поверхности и от этой поверхности до изображения S'. Расстояния отсчитываются от точки О пересечения сферической поверхности с оптической осью и считаются положительными в направлении распространения света и отрицательными в противоположном направлении: а2>0 и at<0.
2°. Сферическое зеркало представляет собой тщательно отполированную поверхность тела, имеющую форму сферического сегмента (рис. V.l.9). Такое зеркало зеркально отражает свет (V.l.2.5°). Центр С сферической поверхности, из которой вырезан сегмент, называется оптическим центром зеркала; вершина О сферического сегмента — полюсом зеркала. Любая прямая, проходящая через оптический центр зеркала С, называется оптической осью зеркала. Оптическая ось СО, проходящая через оптический центр зеркала и его полюс, называется главной оптической осью.
3°. Лучи параксиального пучка (п. Г), параллельные главной оптической оси, после отражения от зеркала пересекаются в одной точке F, называемой фокусом (главным фокусом) зеркала. Расстояние OF'=/ от полюса до фокуса зеркала называется фокусным расстоянием: f=R/2, где R — радиус кривизны зеркала. Плоскость, проходящая через фокус перпендикулярно главной оптической оси, называется фокальной плоскостью.
1.4. сферические зеркала
851
4°. Формула сферического зеркала для параксиальных световых пучков (п. Г):
Cl C2 R f '
где R — радиус кривизны зеркала, U1 — расстояние от зеркала до светящейся точки, расположенной на главной оптической оси, а2 — расстояние от зеркала до изображения. Правило знаков для R, O1 и o2 указано в п. Г.
Рис. V.l.10 Рис. V.l.11
. Изображение в сферическом зеркале действительное, если й2<0, т. е. и источник, и его изображение находятся по одну сторону от зеркала (рис. V.l. 10). Когда светящаяся точка и ее изображение находятся по разные стороны от зеркала (а2>0, рис. V.l. 11), изображение в зеркале мнимое.
Зеркало является выпуклым, если, с учетом правила знаков, R>0. В таком зеркале изображение всегда мнимое. Условие действительности или мнимости изображения в Еогнутом зеркале (R<.0):
Ci1 j > 1—действительное, "7" \ < 1—мнимое.
5°. Изображение светящегося предмета с линейным размером /tnp, расположенного перпендикулярно к главной оптической оси, имеет линейный размер /ги30бр и расположено перпендикулярно к той же оси. При этом изображение должно получаться с помощью параксиальных лучей (п. Г) и необходимо, чтобы/ілр<СІаіІ. На рис. V.1.10 и V. 1.11 масштабы не выдержаны. При использовании формулы сферического зеркала для построения изображений предметов под o1 и й2 следует понимать расстояния до зеркала предмета и его изображения (с соблюдением правила знаков п. Г). Отношение линейных размеров изображения hmo6v и предмета /гпр, расположенных перпендикулярно к главной оптической оси, называется линейным (поперечным)
352 ОТДЕЛ V. ГЛ. 1. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ (ЛУЧЕВАЯ) ОПТИКА
увеличением:
у= ±
Знак плюс (У>0) соответствует прямому изображению (рис. V.l. 11), а знак минус (У<0) — обратному (перевернутому) изображению (рис. V.l. 10).
1.5. Линзы
1°. Прозрачное тело, ограниченное с двух сторон криволинейной поверхностью, называется линзой. В частном случае одна из поверхностей может быть плоской. В большинстве практически важных случаев обе поверхности, ограничивающие линзу, являются сферическими. Линза считается
Побочная оптическая ось
Рис. V.l. 12
тонкой (тонкая линза), если ее толщина много меньше, чем радиусы кривизны Ri и R2 обеих поверхностей *).
