Täieliku peegelduse piirnurk on valguse langemisnurk kahe meediumi vahelisel liidesel, mis vastab 90-kraadisele murdumisnurgale.
Kiudoptika on optika haru, mis uurib optilistes kiududes tekkivaid ja esinevaid füüsikalisi nähtusi.
4. Laine levik optiliselt ebahomogeenses keskkonnas. Kiirte painutamise seletus. Miraažid. Astronoomiline murdumine. Ebahomogeenne keskkond raadiolainete jaoks.
Mirage on optiline nähtus atmosfääris: valguse peegeldumine piirilt õhukihtide vahel, mille tihedus on järsult erinev. Vaatleja jaoks tähendab selline peegeldus seda, et koos kauge objektiga (või osaga taevast) on selle virtuaalne pilt nähtav, objekti suhtes nihutatuna. Miraažid jagunevad alumisteks, nähtavateks objekti all, ülemisteks, objekti kohal ja külgmisteks.
Inferior Mirage
Seda täheldatakse väga suure vertikaalse temperatuurigradientiga (see väheneb kõrgusega) ülekuumenenud tasasel pinnal, sageli kõrbes või asfaltteel. Virtuaalne taevapilt loob illusiooni veepinnast. Niisiis tundub kuumal suvepäeval kaugusesse ulatuv tee märg.
Superior Mirage
Vaadeldakse külma maapinna kohal ümberpööratud temperatuurijaotusega (tõuseb koos kõrgusega).
Fata Morgana
Kompleksseid miraažinähtusi, millega kaasneb objektide välimuse terav moonutus, nimetatakse Fata Morganaks.
Helitugevuse miraaž
Mägedes võib väga harva teatud tingimustel näha “moonutatud mina” üsna lähedalt. Seda nähtust seletatakse "seisva" veeauru olemasoluga õhus.
Astronoomiline murdumine on taevakehade valguskiirte murdumise nähtus atmosfääri läbimisel.Kuna planeetide atmosfääride tihedus väheneb alati kõrgusega, siis valguse murdumine toimub nii, et kumerusega kiire kumerus kõigil juhtudel on suunatud seniidi poole. Sellega seoses "tõstab" murdumine alati taevakehade kujutised nende tegelikust asukohast kõrgemale
Murdumine põhjustab Maal mitmeid optilisi-atmosfäärilisi mõjusid: suurendust päeva pikkus tänu sellele, et päikeseketas tõuseb murdumise tõttu horisondi kohale mitu minutit varem kui hetk, mil Päike oleks geomeetrilistel kaalutlustel pidanud tõusma; Kuu ja Päikese nähtavate ketaste lamavus horisondi lähedal, mis tuleneb asjaolust, et ketaste alumine serv tõuseb murdumise tõttu kõrgemale kui ülemine; tähtede vilkumine jne. Erineva lainepikkusega valguskiirte murdumissuuruse erinevuse tõttu (sinine ja violetne kiire kaldub rohkem kõrvale kui punane) tekib horisondi lähedal taevakehade näiv värvumine.
5. Lineaarselt polariseeritud laine mõiste. Loodusliku valguse polarisatsioon. Polariseerimata kiirgus. Dikroilised polarisaatorid. Polarisaator ja valgusanalüsaator. Maluse seadus.
Lainete polarisatsioon- häirete jaotumise sümmeetria katkemise nähtus põiki laine (näiteks elektri- ja magnetvälja tugevus elektromagnetlainetes) selle levimissuuna suhtes. IN pikisuunaline polarisatsioon ei saa toimuda laines, kuna seda tüüpi lainete häired langevad alati kokku levimissuunaga.
lineaarne – häirevõnkumised tekivad ühes tasapinnas. Sel juhul räägivad nad " tasapinnaliselt polariseeritud Laine";
ringjooneline – amplituudivektori lõpp kirjeldab ringjoont võnketasandil. Sõltuvalt vektori pöörlemissuunast võib olla õige või vasakule.
Valguse polarisatsioon on valguslaine elektrivälja tugevuse vektori võnkumiste järjestamine, kui valgus läbib teatud aineid (murdumisel) või kui valgusvoog peegeldub.
Dikroiline polarisaator sisaldab kilet, mis sisaldab vähemalt ühte dikroosilist orgaanilist ainet, mille molekulid või molekulide fragmendid on lameda struktuuriga. Vähemalt osa kilest on kristalse struktuuriga. Dikroonsel ainel on vähemalt üks spektraalse neeldumiskõvera maksimum spektrivahemikus 400–700 nm ja/või 200–400 nm ja 0,7–13 μm. Polarisaatori valmistamisel kantakse substraadile dikroonset orgaanilist ainet sisaldav kile, sellele rakendatakse orienteerivat efekti ja kuivatatakse. Sel juhul valitakse kile pealekandmise tingimused ning orienteeriva mõju tüüp ja suurusjärk nii, et kile järjestusparameeter, mis vastab vähemalt ühele maksimumile spektraalneeldumiskõveral spektrivahemikus 0,7–13 μm, mille väärtus on vähemalt 0,8. Vähemalt osa kile kristallstruktuur on kolmemõõtmeline kristallvõre, mille moodustavad dikroonse orgaanilise aine molekulid. Polarisaatori spektrivahemikku laiendatakse, parandades samal ajal selle polarisatsiooniomadusi.
Maluse seadus on füüsikaline seadus, mis väljendab lineaarselt polariseeritud valguse intensiivsuse sõltuvust pärast valguse läbimist polarisaatorist langeva valguse ja polarisaatori polarisatsioonitasandite vahelisest nurgast.
Kus I 0 - polarisaatorile langeva valguse intensiivsus, I- polarisaatorist väljuva valguse intensiivsus, k a- polarisaatori läbipaistvuskoefitsient.
6. Brewsteri fenomen. Fresneli valemid peegeldusteguri jaoks lainete jaoks, mille elektrivektor asub langemistasandil, ja lainete jaoks, mille elektrivektor on langemistasandiga risti. Peegeldustegurite sõltuvus langemisnurgast. Peegeldunud lainete polarisatsiooniaste.
Brewsteri seadus on optikaseadus, mis väljendab murdumisnäitaja suhet nurgaga, mille all liideselt peegeldunud valgus langemistasandiga risti asetseval tasapinnal täielikult polariseerub ja murdunud kiir on osaliselt polariseeritud. esinemissagedus ja murdunud kiire polarisatsioon saavutab suurima väärtuse. On lihtne kindlaks teha, et sel juhul on peegeldunud ja murdunud kiired üksteisega risti. Vastavat nurka nimetatakse Brewsteri nurgaks. Brewsteri seadus: , kus n 21 - teise keskkonna murdumisnäitaja esimese suhtes, θ Br- langemisnurk (Brewsteri nurk). Langevate (U inc) ja peegeldunud (U ref) lainete amplituudid KBB joonel on seotud seosega:
K bv = (U pad - U neg) / (U pad + U neg)
Pinge peegeldusteguri (K U) kaudu väljendatakse KVV järgmiselt:
K bv = (1 - K U) / (1 + K U) Puhtalt aktiivse koormuse korral on BV võrdne:
K bv = R / ρ at R< ρ или
K bv = ρ / R R ≥ ρ korral
kus R on aktiivse koormuse takistus, ρ on liini iseloomulik takistus
7. Valguse interferentsi mõiste. Kahe ebajärjekindla ja koherentse laine liitmine, mille polarisatsioonijooned langevad kokku. Kahe koherentse laine liitmisel tekkiva laine intensiivsuse sõltuvus nende faaside erinevusest. Laineteede geomeetrilise ja optilise erinevuse mõiste. Üldtingimused häirete maksimumide ja miinimumide jälgimiseks.
Valguse interferents on kahe või enama valguslaine intensiivsuse mittelineaarne liitmine. Selle nähtusega kaasnevad ruumis vahelduvad intensiivsuse maksimumid ja miinimumid. Selle jaotust nimetatakse interferentsimustriks. Kui valgus segab, jaotub energia ruumis ümber.
Laineid ja neid ergastavaid allikaid nimetatakse koherentseteks, kui lainete faaside erinevus ei sõltu ajast. Laineid ja neid ergastavaid allikaid nimetatakse ebajärjekindlateks, kui lainete faaside erinevus ajas muutub. Erinevuste valem:
, kus , ,
8. Laboratoorsed meetodid valguse interferentsi jälgimiseks: Youngi eksperiment, Fresneli biprisma, Fresneli peeglid. Häirete maksimumide ja miinimumide asukoha arvutamine.
Youngi eksperiment – katses suunatakse valgusvihk kahe paralleelse piluga läbipaistmatule ekraanile, mille taha paigaldatakse projektsioon. See katse demonstreerib valguse interferentsi, mis on laineteooria tõend. Pilude eripära on see, et nende laius on ligikaudu võrdne kiiratava valguse lainepikkusega. Pilu laiuse mõju häiretele käsitletakse allpool.
Kui eeldame, et valgus koosneb osakestest ( valguse korpuskulaarne teooria), siis võis projektsiooniekraanil näha ainult kahte paralleelset valgusriba, mis läbisid ekraani pilusid. Nende vahele jääks projektsiooniekraan praktiliselt valgustamata.
Fresneli biprisma – füüsikas – topeltprisma, mille tippudes on väga väikesed nurgad.
Fresneli biprisma on optiline seade, mis võimaldab ühest valgusallikast moodustada kaks koherentset lainet, mis võimaldavad jälgida ekraanil stabiilset interferentsimustrit.
Frenkeli biprisma on vahend valguse lainelise olemuse eksperimentaalseks tõestamiseks.
Fresneli peeglid on 1816. aastal O. J. Fresneli poolt välja pakutud optiline seade koherentsete valguskiirte interferentsi nähtuse jälgimiseks. Seade koosneb kahest lamepeeglist I ja II, mis moodustavad kahetahulise nurga, mis erineb 180°-st vaid mõne nurgaminutiga (vt. joon. 1 artiklist Valguse interferents). Kui peegleid valgustatakse allikast S, võib peeglitelt peegeldunud kiirte kiirte käsitada koherentsetest allikatest S1 ja S2, mis on S virtuaalsed kujutised. Ruumis, kus kiired kattuvad, tekivad häired. Kui allikas S on lineaarne (pilu) ja footonite servaga paralleelne, siis monokromaatilise valgusega valgustamisel täheldatakse ekraanil M interferentsimustrit võrdsete vahedega tumedate ja heledate, piluga paralleelsete triipude kujul, mis saab paigaldada kõikjale talade kattumise piirkonnas. Valguse lainepikkuse määramiseks saab kasutada triipude vahekaugust. Fotonitega tehtud katsed olid valguse lainelise olemuse üks otsustavaid tõendeid.
9. Valguse interferents õhukestes kiledes. Tingimused heledate ja tumedate triipude tekkeks peegeldunud ja läbiva valguse käes.
10. Võrdse kaldega ribad ja võrdse paksusega ribad. Newtoni interferentsrõngad. Tumedate ja heledate rõngaste raadiused.
11. Valguse interferents õhukestes kiledes normaalse valguse langemise korral. Optiliste instrumentide katmine.
12. Michelsoni ja Jamini optilised interferomeetrid. Aine murdumisnäitaja määramine kahekiireliste interferomeetrite abil.
13. Valguse mitmekiirelise interferentsi mõiste. Fabry-Perot interferomeeter. Lõpliku arvu võrdse amplituudiga lainete liitmine, mille faasid moodustavad aritmeetilise progressiooni. Tekkiva laine intensiivsuse sõltuvus segavate lainete faaside erinevusest. Häirete peamiste maksimumide ja miinimumide kujunemise tingimus. Mitmekiire interferentsmustri olemus.
14. Laine difraktsiooni mõiste. Geomeetrilise optika seaduste laineparameeter ja rakenduspiirid. Huygensi-Fresneli põhimõte.
15. Fresneli tsooni meetod ja valguse sirgjoonelise levimise tõestus.
16. Fresneli difraktsioon ümmarguse augu järgi. Fresneli tsoonide raadiused sfäärilise ja tasapinnalise lainefrondi jaoks.
17. Valguse difraktsioon läbipaistmatul kettal. Fresneli tsoonide pindala arvutamine.
18. Laine amplituudi suurendamise probleem ümmarguse augu läbimisel. Amplituudi ja faasi tsooni plaadid. Teravustamis- ja tsooniplaadid. Fookuslääts astmelise faasitsooni plaadi piiravana. Objektiivi tsoneerimine.
Pildi peal Anäitab tavalist kiirt, mis läbib õhu-pleksiklaasi liidest ja väljub pleksiklaasist plaadist ilma, et see läbiks pleksiklaasi ja õhu vahelisi kahte piiri. Pildi peal b näitab valguskiirt, mis siseneb poolringikujulisse plaati tavaliselt ilma läbipaindeta, kuid moodustab pleksiklaasplaadi sees punktis O normaalnurga y. Kui kiir lahkub tihedamast keskkonnast (pleksiklaasist), suureneb selle levimiskiirus vähemtihedas keskkonnas (õhus). Seetõttu see murdub, moodustades õhu normaalse suhtes nurga x, mis on suurem kui y.
Lähtudes asjaolust, et n = sin (nurk, mille kiir tekitab normaaliga õhus) / sin (nurk, mille kiir teeb normaalsega keskkonnas), on pleksiklaas n n = sin x/sin y. Kui x ja y on mitu korda mõõdetud, saab pleksiklaasi murdumisnäitaja arvutada iga väärtuspaari tulemuste keskmistamisega. Nurka y saab suurendada, liigutades valgusallikat ringikaares, mille keskpunkt on punkt O.
Selle mõjuks on nurga x suurendamine, kuni saavutatakse joonisel näidatud asend V, st kuni x muutub võrdseks 90 o-ga. On selge, et nurk x ei saa olla suurem. Nurka, mille kiir moodustab nüüd pleksiklaasi sees oleva normaalsega, nimetatakse kriitiline või piirav nurk koos(see on langemisnurk tihedamast keskkonnast vähemtihedasse, kui murdumisnurk vähemtihedas keskkonnas on 90°).
Tavaliselt täheldatakse nõrka peegeldunud kiirt, nagu ka eredat kiirt, mis murdub piki plaadi sirget serva. See on osalise sisemise peegelduse tagajärg. Pange tähele ka seda, et valge valguse kasutamisel jaotatakse piki sirge serva ilmuv valgus spektri värvideks. Kui valgusallikat liigutada kaare ümber kaugemale, nagu joonisel G, nii et I pleksiklaasi sees muutub suuremaks kriitilisest nurgast c ja murdumist kahe keskkonna piiril ei toimu. Selle asemel kogeb kiir täielikku sisemist peegeldust normaalnurga suhtes r nurga all, kus r = i.
Et see juhtuks täielik sisepeegeldus, tuleb langemisnurka i mõõta tihedamas keskkonnas (pleksiklaas) ja see peab olema suurem kui kriitiline nurk c. Pange tähele, et peegeldusseadus kehtib ka kõigi kriitilisest nurgast suuremate langemisnurkade puhul.
Teemant kriitiline nurk on ainult 24°38". Seetõttu sõltub selle "sähvatus" mitmekordse sisemise peegelduse kergusest valgusega valgustamisel, mis sõltub suuresti oskuslikust lõikamisest ja poleerimisest, mis seda efekti võimendab. Varem on see kindlaks määratud. et n = 1 /sin c, nii et kriitilise nurga c täpne mõõtmine määrab n.
Uuring 1. Määrake pleksiklaasi jaoks n, leides kriitilise nurga
Asetage poolringikujuline pleksiklaasi tükk suure valge paberi keskele ja jälgige hoolikalt selle piirjooni. Leidke plaadi sirge serva keskpunkt O. Konstrueerige nurgamõõturi abil punktis O selle sirge servaga risti olev normaalne NO. Asetage plaat uuesti oma kontuuridesse. Liigutage valgusallikat ümber kaare NO-st vasakule, suunates langeva kiire kogu aeg punkti O. Kui murdunud kiir läheb mööda sirget serva, nagu on näidatud joonisel, märkige langeva kiire teekond kolme punktiga P 1, P 2 ja P 3.
Eemaldage ajutiselt plaat ja ühendage need kolm punkti sirgjoonega, mis peaks läbima O. Mõõtke protraktori abil kriitiline nurk c joonistatud langeva kiire ja normaalnurga vahel. Asetage plaat ettevaatlikult uuesti oma kontuuridesse ja korrake varem tehtut, kuid seekord liigutage valgusallikat ümber kaare NO-st paremale, suunates kiirt pidevalt punkti O. Salvestage c kaks mõõdetud väärtust tulemuste tabel ja määrata kriitilise nurga keskmine väärtus c. Seejärel määrake pleksiklaasi murdumisnäitaja n n valemiga n n = 1 /sin s.
Uuringu 1 aparatuuri saab kasutada ka selleks, et näidata, et valguskiirte puhul, mis levivad tihedamas keskkonnas (pleksiklaas) ja langevad pleksiklaasi-õhu liidesele kriitilisest nurgast c suuremate nurkade all, on langemisnurk i võrdne nurgaga. peegeldused r.
Uuring 2. Kontrollige valguse peegelduse seadust kriitilisest nurgast suuremate langemisnurkade puhul
Asetage poolringikujuline pleksiklaasplaat suurele valgele paberile ja jälgige hoolikalt selle piirjooni. Nagu esimesel juhul, leidke keskpunkt O ja konstrueerige normaalne NO. Pleksiklaasi puhul on kriitiline nurk c = 42°, seega on langemisnurgad i > 42° suuremad kui kriitiline nurk. Konstrueerige protraktori abil kiired 45°, 50°, 60°, 70° ja 80° nurga all normaalse NO suhtes.
Asetage pleksiklaasist plaat ettevaatlikult tagasi oma piirjoontesse ja suunake valgusallikast tulev valgusvihk piki 45° joont. Kiir suundub punkti O, peegeldub ja ilmub plaadi kaarekujulisele küljele teisele poole tavalist. Märkige peegeldunud kiirele kolm punkti P 1, P 2 ja P 3. Eemaldage ajutiselt plaat ja ühendage kolm punkti sirgjoonega, mis peaks läbima punkti O.
Mõõtke nurgamõõturi abil peegeldusnurk r ja peegeldunud kiire vahel, registreerides tulemused tabelisse. Asetage plaat ettevaatlikult oma piirjoontesse ja korrake 50°, 60°, 70° ja 80° nurkade puhul normaalse suhtes. Kirjutage r väärtus tulemuste tabelis vastavasse kohta. Joonistage peegeldusnurga r ja langemisnurga i graafik. 45° kuni 80° langemisnurkade vahemikku joonistatud sirge graafik on piisav näitamaks, et nurk i on võrdne nurgaga r.
Täielik sisemine peegeldus
Sisemine peegeldus- elektromagnetlainete peegeldumine kahe läbipaistva kandja vaheliselt liideselt, tingimusel et laine langeb kõrgema murdumisnäitajaga keskkonnast.
Mittetäielik sisemine peegeldus- sisepeegeldus tingimusel, et langemisnurk on kriitilisest nurgast väiksem. Sel juhul jaguneb kiir murdunud ja peegeldunud.
Täielik sisemine peegeldus- sisepeegeldus tingimusel, et langemisnurk ületab teatud kriitilise nurga. Sel juhul peegeldub langev laine täielikult ja peegeldusteguri väärtus ületab poleeritud pindade kõrgeimaid väärtusi. Lisaks ei sõltu täieliku sisepeegelduse peegeldus lainepikkusest.
Seda optilist nähtust täheldatakse paljude elektromagnetilise kiirguse, sealhulgas röntgenkiirguse vahemikus.
Geomeetrilise optika raames on nähtuse seletus triviaalne: lähtudes Snelli seadusest ja võttes arvesse, et murdumisnurk ei tohi ületada 90°, saame, et langemisnurgal, mille siinus on suurem kui siinuse suhe. väiksem murdumisnäitaja suuremale koefitsiendile, peab elektromagnetlaine täielikult peegelduma esimesse keskkonda.
Vastavalt nähtuse laineteooriale tungib elektromagnetlaine siiski teise keskkonda - seal levib nn “ebaühtlane laine”, mis laguneb eksponentsiaalselt ega kanna endaga energiat. Ebahomogeense laine teise keskkonda tungimise iseloomulik sügavus on lainepikkuse suurusjärgus.
Valguse täielik sisepeegeldus
Vaatleme sisemist peegeldust, kasutades näidet kahe monokromaatilise kiire kohta, mis langevad kahe meediumi vahelisele liidesele. Kiired langevad murdumisnäitajaga tihedama keskkonna (tähistatud tumedama sinise värviga) tsoonist murdumisnäitajaga vähem tiheda keskkonna (tähistatud helesinise värviga) piirile.
Punane kiir langeb nurga all, see tähendab kandja piiril hargneb - see murdub osaliselt ja peegeldub osaliselt. Osa kiirest murdub nurga all.
Roheline kiir langeb ja peegeldub täielikult src="/pictures/wiki/files/100/d833a2d69df321055f1e0bf120a53eff.png" border="0">.
Täielik sisemine peegeldus looduses ja tehnoloogias
Röntgenikiirguse peegeldus
Röntgenikiirguse murdumise karjatamise esinemissagedusel sõnastas esmakordselt M. A. Kumakhov, kes töötas välja röntgenikiirtepeegli, ja teoreetiliselt põhjendas seda Arthur Compton 1923. aastal.
Muud lainenähtused
Murdumise ja seega ka täieliku sisepeegelduse efekti demonstreerimine on võimalik näiteks helilainete puhul vedeliku pinnal ja paksuses üleminekul erineva viskoossuse või tihedusega tsoonide vahel.
Aeglaste neutronite kiirte puhul täheldatakse elektromagnetkiirguse täieliku sisepeegelduse mõjuga sarnaseid nähtusi.
Kui Brewsteri nurga all olevale liidesele langeb vertikaalselt polariseeritud laine, siis täheldatakse täieliku murdumise efekti - peegeldunud lainet ei toimu.
Märkmed
Wikimedia sihtasutus. 2010. aasta.
- Täielik hingamine
- Täielik muutus
Vaadake, mis on "Totaalne sisepeegeldus" teistes sõnaraamatutes:
SISEMINE KOKKU- peegeldus el. mag. kiirgus (eriti valgus), kui see langeb kahe läbipaistva kandja vahelisele liidesele kõrge murdumisnäitajaga keskkonnast. P.v. O. tekib siis, kui langemisnurk i ületab teatud piirava (kriitilise) nurga... Füüsiline entsüklopeedia
Täielik sisemine peegeldus- Täielik sisemine peegeldus. Kui valgus läheb keskkonnast, mille n1 > n2, tekib täielik sisepeegeldus, kui langemisnurk a2 > apr; langemisnurga juures a1 Illustreeritud entsüklopeediline sõnaraamat
Täielik sisemine peegeldus- optilise kiirguse (vt Optiline kiirgus) (valgus) või muu ulatusega elektromagnetkiirguse (näiteks raadiolainete) peegeldumine, kui see langeb kahe läbipaistva kandja liidesele kõrge murdumisnäitajaga kandjalt... ... Suur Nõukogude entsüklopeedia
SISEMINE KOKKU- elektromagnetlained, tekivad siis, kui nad lähevad suure murdumisnäitajaga n1 keskkonnast madalama murdumisnäitajaga n2 keskkonda langemisnurga a korral, mis ületab piirnurka apr, mis määratakse suhtega sinapr=n2/n1. Täis...... Kaasaegne entsüklopeedia
SISEMINE KOKKU- TÄIELIK SISEMINE Peegeldus, Peegeldus ilma valguse murdumiseta piiril. Kui valgus läheb tihedamast keskkonnast (näiteks klaasist) vähem tihedasse keskkonda (vesi või õhk), tekib murdumisnurkade tsoon, milles valgus ei läbi piiri... Teaduslik ja tehniline entsüklopeediline sõnastik
täielik sisepeegeldus- Valguse peegeldumine keskkonnast, mis on optiliselt vähem tihe, täieliku tagasipeegeldumisega keskkonnale, kust see langeb. [Soovitatavate terminite kogu. Väljaanne 79. Füüsiline optika. NSVL Teaduste Akadeemia. Teadusliku ja tehnilise terminoloogia komitee. 1970] Teemad… … Tehniline tõlkija juhend
SISEMINE KOKKU- elektromagnetlained tekivad siis, kui need langevad kaldu 2 keskkonna liidesele, kui kiirgus liigub suure murdumisnäitajaga n1 keskkonnast madalama murdumisnäitaja n2 keskkonda ja langemisnurk i ületab piirnurga. ... Suur entsüklopeediline sõnaraamat
täielik sisepeegeldus- elektromagnetlained, esineb kaldu langemisega 2 keskkonna liidesele, kui kiirgus liigub suure murdumisnäitajaga n1 keskkonnast madalama murdumisnäitajaga n2 keskkonda ja langemisnurk i ületab piirnurga ipr .. . entsüklopeediline sõnaraamat
Geomeetriline ja laineoptika. Nende lähenemisviiside kasutamise tingimused (lähtuvalt lainepikkuse ja objekti suuruse vahelisest seosest). Laine sidusus. Ruumilise ja ajalise sidususe mõiste. Stimuleeritud emissioon. Laserkiirguse omadused. Laseri ehitus ja tööpõhimõte.
Tulenevalt asjaolust, et valgus on lainenähtus, tekivad häired, mille tagajärjel piiratud valguskiir ei levi üheski suunas, vaid sellel on lõplik nurkjaotus, st tekib difraktsioon. Kui aga valguskiirte iseloomulikud põikmõõtmed on lainepikkusega võrreldes piisavalt suured, võib valguskiire lahknemise tähelepanuta jätta ja eeldada, et see levib ühes suunas: mööda valguskiirt.
Laineoptika on optika haru, mis kirjeldab valguse levikut, võttes arvesse selle lainelist olemust. Laineoptika nähtused - interferents, difraktsioon, polarisatsioon jne.
Laine interferents on kahe või enama samaaegselt ruumis leviva koherentse laine amplituudi vastastikune tugevnemine või nõrgenemine.
Laine difraktsioon on nähtus, mis avaldub laine levimise ajal geomeetrilise optika seadustest kõrvalekaldumisena.
Polarisatsioon - protsessid ja olekud, mis on seotud mis tahes objektide eraldamisega, peamiselt ruumis.
Füüsikas on koherentsus mitmete võnke- või laineprotsesside korrelatsioon (järjepidevus) ajas, mis avaldub nende liitmisel. Võnked on koherentsed, kui nende faaside erinevus on ajas konstantne ja võnkumiste liitmisel saadakse sama sagedusega võnkumine.
Kui kahe võnke faaside erinevus muutub väga aeglaselt, siis väidetavalt jäävad võnked mõnda aega koherentseks. Seda aega nimetatakse koherentsuse ajaks.
Ruumiline koherents on võnkumiste koherentsus, mis toimuvad samal ajahetkel laine levimise suunaga risti oleva tasandi erinevates punktides.
Stimuleeritud emissioon on uue footoni genereerimine kvantsüsteemi (aatom, molekul, tuum jne) üleminekul ergastatud olekust stabiilsesse olekusse (madalam energiatase) indutseeriva footoni mõjul, energia mis oli võrdne energiatasemete erinevusega. Loodud footonil on sama energia, impulss, faas ja polarisatsioon kui indutseerival footonil (mis ei neeldu).
Laserkiirgus võib olla pidev, konstantse võimsusega või impulss, saavutades ülikõrge tippvõimsuse. Mõnes skeemis kasutatakse laseri tööelementi optilise võimendina teisest allikast pärineva kiirguse jaoks.
Laseroperatsiooni füüsikaliseks aluseks on sunnitud (indutseeritud) kiirguse nähtus. Nähtuse olemus seisneb selles, et ergastatud aatom on võimeline kiirgama footoni teise footoni mõjul ilma selle neeldumiseta, kui viimase energia on võrdne aatomi tasemete energiate erinevusega enne ja pärast fotonit. kiirgust. Sel juhul on emiteeritud footon koherentne kiirguse põhjustanud footoniga (see on selle "täpne koopia"). Nii võimendatakse valgust. See nähtus erineb spontaansest kiirgusest, mille puhul emiteeritud footonitel on juhuslikud levimissuunad, polarisatsioon ja faas
Kõik laserid koosnevad kolmest põhiosast:
aktiivne (töö)keskkond;
pumpamissüsteemid (energiaallikad);
optiline resonaator (võib puududa, kui laser töötab võimendirežiimis).
Igaüks neist tagab, et laser täidab oma spetsiifilisi funktsioone.
Geomeetriline optika. Totaalse sisemise peegelduse fenomen. Täieliku peegelduse piirnurk. Kiirte kulg. Fiiberoptika.
Geomeetriline optika on optika haru, mis uurib valguse levimise seaduspärasusi läbipaistvas keskkonnas ja kujutiste konstrueerimise põhimõtteid, kui valgus läbib optilisi süsteeme, arvestamata selle laineomadusi.
Täielik sisepeegeldus on sisepeegeldus, eeldusel, et langemisnurk ületab teatud kriitilise nurga. Sel juhul peegeldub langev laine täielikult ja peegeldusteguri väärtus ületab poleeritud pindade kõrgeimaid väärtusi. Täieliku sisepeegelduse peegeldusvõime ei sõltu lainepikkusest.
Sisemise täieliku peegelduse piirnurk
Langemisnurk, mille juures murdunud kiir hakkab libisema piki kahe kandja vahelist liidest ilma optiliselt tihedamale keskkonnale üleminekuta
Kiirte tee peeglites, prismades ja läätsedes
Punktallika valguskiired liiguvad igas suunas. Optilistes süsteemides, paindudes tagasi ja peegeldudes meediumivahelistest liidestest, võivad osa kiirtest mingil hetkel uuesti ristuda. Punkti nimetatakse punktikujutiseks. Kui kiir peegeldub peeglitelt, siis on täidetud seaduspärasus: “peegeldunud kiir asub alati langeva kiirga ja kokkupõrkepinna normaaltasandil, mis läbib langemispunkti ning langemisnurk lahutatakse sellest langeva kiirga. see normaalne on võrdne lööginurgaga.
Fiiberoptika - see termin tähendab
optika haru, mis uurib valguskiududes tekkivaid ja esinevaid füüsikalisi nähtusi või
täppistehnikatööstuse tooted, mis sisaldavad optilistel kiududel põhinevaid komponente.
Kiudoptiliste seadmete hulka kuuluvad laserid, võimendid, multiplekserid, demultiplekserid ja mitmed teised. Fiiberoptiliste komponentide hulka kuuluvad isolaatorid, peeglid, pistikud, jaoturid jne. Fiiberoptilise seadme aluseks on selle optiline ahel – kindlas järjestuses ühendatud fiiberoptiliste komponentide komplekt. Optilised ahelad võivad olla suletud või avatud, tagasisidega või ilma.