Физика решение задач Кинематика Динамика Работа, энергия, мощность Силы упругости Молекулярная физика и термодинамика Свойства жидкостей Электричество Постоянный ток Электромагнетизм Электромагнитная индукция Оптика Фотометрия

Отражение и преломление света

Основные законы и формулы

 1.При отражении лучей света от границы раздела двух сред имеют место следующие законы:

а) луч падающий, луч отраженный и нормаль к отражающей поверхности в точке падения луча лежат в одной плоскости;

б) угол падения равен углу отражения.

2.Преломление света на границе раздела двух сред подчиняется следующим законам:

 а) луч падающий АО, луч преломленный ОВ и нормаль к преломляющей поверхности в точке падения луча ОС лежат в одной плоскости (рис.36); 

б) отношение синуса угла падения i к синусу угла преломления r есть величина постоянная для данных двух сред, равная относительному показателю преломления второй среды относительно первой:

  Рис. 36

Относительный показатель преломления света n21 связан с абсолютными показателями преломления n2 и n1 и со скоростями распространения света  в двух соседних средах соотношениями:

Cкорость распространения света в вакууме постоянна и равна  м/с.

Скорость распространения света в воздухе

3.Явление полного отражения света наблюдается при переходе света из оптически более плотной в оптически менее

 Рис. 37 плотную среду и заключается в том, что свет полностью отражается от границы двух сред, если все лучи падают под углом, большим предельного.

Предельным углом падения i0 (рис.37) называется угол, при котором преломленный луч скользит по границе раздела двух сред.

Находится этот угол из соотношения:

4.Для тонкой собирающей линзы с фокусным расстоянием F выполняется следующее равенство:

,

где d – расстояние от предмета до линзы, f – расстояние от линзы до изображения. (Знак минус соответствует мнимому изображению предмета).

5.Для тонкой рассеивающей линзы имеем формулу:

.

6.Величина D, обратная фокусному расстоянию, называется оптической силой линзы:

.

7.Линейное увеличение линзы составляет:

.

8.Линейное увеличение, даваемое лупой с фокусным расстоянием F, определяется по формуле:

,

где  – расстояние наилучшего зрения (для нормального глаза оно составляет 0,25 м).

 9. Для микроскопа увеличение составляет:

,

где L – расстояние между окуляром и объективом (длина тубуса микроскопа);  – фокусные расстояния соответственно объектива и окуляра.

Примеры решения задач

Пример 1. Фокусное расстояние объектива микроскопа f1=5 мм, окуляр f2=25 мм. Предмет находится на расстоянии s=5,1 мм от объектива (рис 38). Вычислить длину тубуса микроскопа и даваемое микроскопом увеличение .

Решение. Увеличение микроскопа Рис. 38

  (1)

где увеличение объектива; увеличение окуляра, которые можно определить по формулам:

 s//f1; (2)

  (3)

где S/ – расстояние от объектива до даваемого им действительного изображения; 0,25 м – расстояние наилучшего видения для нормального глаза.

С учетом (2) и (3) формула (1) примет вид:

  (4)

Расстояние s/ от объектива до изображения можно найти из формулы линзы:

,

(s – расстояние от предмета до линзы), откуда

s/=

Подставим выражение для s/ в (4), получим:

  (5)

Длину тубуса определим, исходя из следующих рассуждений. Действительное изображение, даваемое объективом, должно лежать в фокусе окуляра, так как окуляр действует как лупа (рис.38). Поэтому длина тубуса

 +f2=. (6)

Подставим числовые значения величин в (5) и (6) вычислим:

L=.


Физика атома и атомного ядра