To'lqin optikasi kabi hodisalarni tushuntiradi. To'lqin optikasi

TO'LQINLI OPTIKA

TO'LQINLI OPTIKA

Jismoniy bo'lim to'lqinlar paydo bo'ladigan hodisalarning umumiyligini o'rganadigan optika. yorug'lik tabiati. To'lqinlar haqida fikrlar. Yorug'likning tarqalishi xususiyatlari Gollning fundamental asarlariga borib taqaladi. olim 2-qavat 17-asr X. Gyuygens. Maxluqot V. o.ning rivojlanishi. T.Yang (Buyuk Britaniya), O.Frenel, D.Arago (Fransiya) va boshqalarning tadqiqotlarida, yorugʻlik interferensiyasi hodisalarini nafaqat kuzatish, balki tushuntirish imkonini beradigan fundamental tajribalar oʻtkazilganda olingan. , yorug'lik diffraktsiyasi, uzunligini o'lchash, ko'ndalang yorug'lik tebranishlarini o'rnatish va yorug'lik to'lqinlari tarqalishining boshqa xususiyatlarini aniqlash. Ammo yorug'lik to'lqinlarining ko'ndalangligini asosiy bilan muvofiqlashtirish. g'oyasi V. o. izotrop muhitda elastik tebranishlarning tarqalishi bo'yicha, bu muhitga (dunyoga) bir-biri bilan kelishish qiyin bo'lgan bir qator talablarni berish kerak edi. Ch. Bu qiyinchiliklarning bir qismi oxir-oqibat hal qilindi. 19-asr Ingliz fizik J. Maksvell tez o'zgaruvchan elektrni bog'lovchi tenglamalarni tahlil qilishda. va mag. dalalar. Maksvell asarlarida yangi voltaik o.-el.-magnit yaratildi. yorug'lik nazariyasi, uning yordamida, masalan, bir qator hodisalarni juda oddiy tushuntirish bo'lib chiqdi. yorug'lik va miqdorlarning qutblanishi. yorug'likning bir shaffof dielektrikdan ikkinchisiga o'tish munosabatlari (qarang: FRESNEL FORMULALARI). El.-magnni qo'llash. turli nazariyalar V. o.ning vazifalari. tajriba bilan kelishilganligini ko‘rsatdi. Shunday qilib, masalan, yorug'lik bosimi hodisasi bashorat qilingan, uning mavjudligi P. N. Lebedev (1899) tomonidan isbotlangan. Qo'shimcha el.-magn. yorug'lik nazariyasi modeli elektron nazariyaning ko'rinishlari (qarang. LORENTZ - MAXWELL TENGLAMALARI) sinishi indeksining to'lqin uzunligiga (yorug'likning tarqalishi) va boshqa ta'sirlarga bog'liqligini oddiygina tushuntirishga imkon berdi.

V. o. chegaralarining yanada kengayishi. maxsus g'oyalarni qo'llash natijasida yuzaga kelgan. nisbiylik nazariyasi (qarang NISBIYLIK NAZARIYASI), eksperimental. kesish uchun mantiqiy nozik optik tolalar bilan bog'liq edi. tajribalar, ularda asosan o‘ynagan roli bilan bog‘liq. yorug'lik manbai va qabul qiluvchisi (Mayklsonning tajribasiga qarang). Ushbu g'oyalarning rivojlanishi dunyo efirini nafaqat elektr magnitlanishi tarqaladigan vosita sifatida e'tibordan chetda qoldirishga imkon berdi. to'lqinlar, balki mavhum ma'lumot doirasi sifatida.

Biroq, muvozanatli issiqlik nurlanishi va fotoelektrik effekt haqidagi eksperimental ma'lumotlarning tahlili shuni ko'rsatdiki, V. o. ma'lum narsaga ega dastur chegaralari. Issiqlik nurlanishi spektrida energiya taqsimotini tushuntirish mumkin edi. elementar tebranish degan xulosaga kelgan fizik M. Plank (1900). tizim energiyani doimiy ravishda emas, balki qismlarda - kvantlarni chiqaradi va yutadi. A. Eynshteynning kvant nazariyasining rivojlanishi fotonlar fizikasi - elektr magnitini to'ldiruvchi yangi korpuskulyar optikaning yaratilishiga olib keldi. yorug'lik nazariyasi yorug'likning dualizmi haqidagi umumiy qabul qilingan g'oyalarga to'liq mos keladi.

Jismoniy ensiklopedik lug'at. - M.: Sovet Entsiklopediyasi. Bosh muharrir A. M. Proxorov. 1983 .

Boshqa lug'atlarda "WAVE OPTICS" nima ekanligini ko'ring:

To'lqin optikasi - yorug'likning to'lqin tabiatini hisobga olgan holda tarqalishini tavsiflovchi optika bo'limi. To‘lqin optikasi hodisalari: interferensiya, difraksiya, qutblanish va boshqalar. Shuningdek qarang: Tabiatdagi to‘lqin optikasi Havolalar... Vikipediya

Yorug'likning to'lqinli tabiati namoyon bo'ladigan yorug'likning difraksiyasi, yorug'likning interferensiyasi, yorug'likning qutblanishi kabi hodisalar to'plamini o'rganadigan fizik optikaning bo'limi... Katta ensiklopedik lug'at

to'lqin optikasi- - [L.G. Sumenko. Axborot texnologiyalari bo'yicha inglizcha-ruscha lug'at. M.: TsNIIS davlat korxonasi, 2003.] Mavzular axborot texnologiyalari umumiy EN fizik optika ... Texnik tarjimon uchun qo'llanma

Yorugʻlikning toʻlqin tabiati namoyon boʻladigan hodisalar toʻplamini oʻrganuvchi fizik optikaning yorugʻlikning difraksiyasi, yorugʻlikning interferensiyasi, yorugʻlikning qutblanishi kabi boʻlimi. * * * TOʻLQINLI OPTIKA — fizik optikaning... ... oʻrganuvchi boʻlimi. ensiklopedik lug'at

to'lqin optikasi- banginė optika statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. to'lqin optikasi vok. Wellenoptik, f rus. to'lqin optikasi, f pranc. optique d'ondes, f; optique ondulatoire, f … Fizikos terminų žodynas

Jismoniy bo'lim yorug'likning to'lqin tabiati namoyon bo'ladigan hodisalar yig'indisini o'rganadigan optika, yorug'likning difraksiyasi, yorug'likning interferentsiyasi, yorug'likning qutblanishi... Tabiiy fan. ensiklopedik lug'at

Ushbu maqolaning uslubi ensiklopedik emas yoki rus tilining me'yorlarini buzadi. Maqola Vikipediyaning stilistik qoidalariga muvofiq tuzatilishi kerak. Mundarija... Vikipediya

Kvant mexanikasi ... Vikipediya

1728 entsiklopediyasidan "Optika" jadvali Haqida ... Vikipediya

To'lqin optikasi- yorug'likning to'lqin tabiati namoyon bo'ladigan hodisalar yig'indisini o'rganadigan fizik optikaning bo'limi. X. Gyuygensning birinchi asarlari (1629 1695) 2-yarmi. 17-asr To'lqin optikasi T.Yang (1773 1829), O. ... ... tadqiqotlarida sezilarli rivojlanish oldi. Zamonaviy tabiatshunoslik tushunchalari. Asosiy atamalar lug'ati

Kitoblar

• Wave Optics Fifth Stereotype Edition, N. Kaliteevskiy. N. I. Kaliteevskiyning "Wave Optics" darsligi yorug'likning elektromagnit nazariyasi asoslarini muhokama qiladi.. Eksperimentga katta e'tibor beriladi. Elektromagnit to'lqinlarning xossalarini ko'rsatish...

To'lqin optikasi nuqtai nazaridan yorug'lik ma'lum bir chastota diapazoniga ega bo'lgan elektromagnit to'lqinlardir.

YORUQNI TO‘LQIN SIQDAGI XUSUSIYATLAR.

1) Farqlanish– moddaning sindirish ko‘rsatkichining u orqali o‘tadigan yorug‘lik chastotasiga (to‘lqin uzunligiga) bog‘liqligi.Dispersiya tufayli sinishi, interferensiya va difraksiya vaqtida monoxromatik bo‘lmagan yorug‘lik spektrga (monoxromatik komponentlarga) ajralishi mumkin.

Monoxromatik yorug'lik - ma'lum bir chastotadagi yorug'lik to'lqini (ma'lum bir rangdagi yorug'lik). Monoxromatik bo'lmagan yorug'lik bir nechta monoxromatik komponentlardan tashkil topgan murakkab yorug'likdir.

> , > , < (для среды, в вакууме скорость света ).

< ().Yorug'lik to'lqinining tebranish chastotasi bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda o'zgarmaydi.

Tabiatda rang yo'q, turli chastotali elektromagnit to'lqinlar mavjud bo'lib, ular ko'zning to'r pardasiga ta'sir qilib, yorug'lik hissini keltirib chiqaradi. Inson bir varaqni oq deb qabul qiladi, chunki... unga tushgan elektromagnit to'lqinlar spektrining ko'rinadigan qismining barcha to'lqinlarini aks ettiradi. Soot qora, chunki unga tushgan ko'rinadigan spektrning barcha to'lqinlarini o'zlashtiradi. O'simlikning bargi yashil, chunki u shunday chastotali elektromagnit to'lqinni aks ettiradi, u ko'zning to'r pardasiga urilganda yashil rang hissini keltirib chiqaradi; barg spektrning ko'rinadigan qismining barcha boshqa to'lqinlarini o'zlashtiradi.

2) yorug'lik shovqini masalan, yupqa plyonkalarda kuzatiladi: sovun pufagi, suv ustidagi benzin plyonkasi, hasharotlar qanotlari va boshqalar.Ikki mustaqil yorug'lik manbalari kogerent to'lqinlarni hosil qiladi; kogerent yorug'lik to'lqinlarini olish uchun lazer ishlatiladi yoki bittadan keladigan yorug'lik to'lqini. manba zarba farqiga ega bo'lgan ikki qismga bo'linadi. Shunday qilib, yupqa plyonkalarda interferentsiya naqshini plyonkaning tashqi va ichki yuzalaridan aks ettirilgan to'lqinlar yaratish mumkin. Bunday holda, yo'l farqi , bu erda plyonka moddasining sinishi ko'rsatkichi plyonka qalinligi. Qurilmalarning linzalarini linza materialidan pastroq sinishi indeksiga ega plyonkalar bilan qoplash va kerakli plyonka qalinligini tanlash orqali biz erishamiz optikani tozalash, bular. filmdan aks ettirilgan yorug'lik energiyasini minimallashtiring.

Monoxromatik yorug'lik uchun interferentsiya sxemasi - ma'lum bir monoxromatik yorug'lik bilan yoritilgan qorong'u chiziqlar (halqalar) va chiziqlar (halqalar) almashinishi.

Oq yorug'lik uchun interferentsiya naqshlari kamalak chiziqlari (uzuklar) almashinishidir.

YORILIK INTERFERENSIYASI HAQIDAGI MUAMMONI YECHIM NASABI

Ikki kogerent manba to'lqin uzunligi 600 bo'lgan monoxromatik yorug'lik chiqaradi. Ekrandagi nuqtadan qaysi masofada birinchi maksimal yorug'lik paydo bo'lishini aniqlang, agar

4) Yorug'likning diffraksiyasi Agar yorug'lik to'lqinining egilgan to'sig'i juda kichik bo'lsa (yorug'lik to'lqinining uzunligi bilan taqqoslansa) yoki to'siqdan ekrangacha bo'lgan masofa to'siqning o'zidan juda ko'p marta katta bo'lsa, kuzatilishi mumkin. Bunday hollarda geometrik optika qonunlari qo'llanilmaydi, chunki yorug'lik to'g'ri chiziqli tarqalishdan chetga chiqadi. Diffraktsiya har doim interferensiya bilan birga keladi.

Diffraktsiya bilan ekranning markazida teshikda qorong'u nuqta joylashgan; to'siqda diffraktsiya bilan ekranning markazida yorug'lik nuqtasi hosil bo'ladi.

DIFFRAKSION GRATING - yorug'lik uchun shaffof, kenglikdagi shaffof bo'lmagan oraliqlar bilan ajratilgan ko'p sonli parallel yoriqlar to'plami. Panjara davri (doimiy), qaerda - panjaraning ma'lum bir qismining kengligi, bu qismdagi chiziqlar soni. Agar odatda monoxromatik yorug'lik difraksion panjaraga tushsa, u holda diffraktsiya tufayli yorug'lik to'lqinlari turli burchaklarda buriladi.

Agar bu to‘lqinlar ekranda linza yordamida yig‘ilsa interferension naqsh hosil bo‘ladi, uning markazida markaziy (nol) maksimal, uning har ikki tomonida esa birinchi, ikkinchi va hokazo tartiblarning maksimallari hosil bo‘ladi. .

Agar panjara ustiga oq yorug'lik tushsa, u holda markaziy maksimal oq chiziq bo'lib, uning har ikki tomonida turli tartibdagi rang spektrlari kuzatiladi.

Maxima shart ostida shakllanadi. Muammolarni hal qilishda, qulaylik uchun, kichik burchaklar uchun () bilan almashtirilishi mumkin.

Spektral analizda yorug'likni diffraksion panjara yoki prizma yordamida spektrga parchalash qo'llaniladi. Spektral tahlil yordamida moddaning kimyoviy tarkibi aniqlanadi (har bir kimyoviy moddaning o'z spektri bor, u boshqa hech qanday kimyoviy elementning spektriga to'g'ri kelmaydi), moddaning harorati va jismlarning harakat tezligi.

5) Nurning qutblanishi yorug'likning ko'ndalang to'lqin ekanligi tufayli mumkin. Tabiiy yorug'lik - bu vektor tebranishlari turli tekisliklarda sodir bo'ladigan to'lqin; agar vektor tebranishlari bitta aniq tekislikda sodir bo'lsa, yorug'lik qutblangan bo'ladi. Yorug'likni, masalan, anizotropiyasi tufayli yorug'lik to'lqinlarini bir xil tekislikda yotgan tebranishlar bilan uzatuvchi turmalin kristalli yordamida qutblash mumkin.

To'lqin optikasi- yorug'likning to'lqin xossalari namoyon bo'ladigan jarayonlar va hodisalarni o'rganuvchi optika bo'limi. Har qanday to'lqin harakati interferentsiya va diffraktsiya hodisalari bilan tavsiflanadi. Yorug'lik uchun bu hodisalar eksperimental ravishda kuzatildi, bu yorug'likning to'lqinli tabiatini tasdiqlaydi. To'lqinlar nazariyasi Gyuygens printsipiga asoslanadi, unga ko'ra to'lqin yetib boradigan har bir nuqta ikkilamchi to'lqinlarning markaziga aylanadi va bu to'lqinlarning konverti to'lqin frontining keyingi vaqtdagi holatini beradi. Ikkilamchi to'lqinlarning interferensiyasini hisobga olgan holda, yorug'lik tarqalishining to'g'riligini tushuntirish mumkin edi. Gyuygens printsipidan foydalanib, geometrik optika qonunlari - yorug'likning aks etishi va sinishi qonunlari tushuntirildi. Ikkilamchi to'lqinlarning interferensiyasini hisobga olgan holda, yorug'lik turli to'siqlarga tushganda diffraktsiya naqshining qanday paydo bo'lishini tushunish mumkin.

Interferentsiya- ikki yoki undan ortiq to'lqinlarning fazoda qo'shilish hodisasi, bunda turli nuqtalarda hosil bo'lgan to'lqinning amplitudasi kuchayadi yoki zaiflashadi. Barqaror interferentsiya naqshini shakllantirish uchun to'lqinlar tebranishlar fazalaridagi doimiy farq bilan kosmosning ma'lum bir nuqtasiga joylashtirilishi kerak. Bunday to'lqinlar deyiladi kogerent to'lqinlar , va bunday to'lqinlarning manbalari deyiladi izchil manbalar . Interferentsiya turli tabiatdagi to'lqinlarga, shu jumladan yorug'lik to'lqinlariga xosdir. Tabiiy yorug'lik manbalari kogerent manbalar emas, shuning uchun ulardan yorug'lik to'lqinlarining interferensiyasi kuzatilmaydi.

Young tajribasida kogerent manbalar ikkita tirqish bo'lib, ularga bir xil asosiy to'lqin tushadi. Fresnel biprizmasida birlamchi yorug'lik to'lqini sinadi, bu esa interferentsiya naqshini kuzatish mumkin bo'lgan ikkita kogerent xayoliy manbaning paydo bo'lishiga olib keladi. Interferensiyani birlamchi toʻlqinni (birlamchi yorugʻlik dastasini) turli yoʻllar boʻylab yuradigan va yana bir-birini qoplaydigan ikkita yorugʻlik nuriga boʻlish orqali kuzatish mumkin (nozik plyonkali interferensiya, Nyuton halqalari).

Yorug'likning diffraksiyasi- yorug'lik to'lqinlarining to'lqin uzunligiga mos keladigan o'lchamlari bo'lgan to'siqlar atrofida egilishi yoki yorug'likning geometrik soya maydoniga kirib borishi (masalan, o'lchamlari mutanosib bo'lgan teshik holatida) to'lqin uzunligi bilan). Hodisa birlamchi to'lqin old qismining har bir nuqtasi tomonidan chiqariladigan ikkilamchi to'lqinlarning aralashuvi bilan izohlanadi (to'lqin optikasining asosiy printsipi - Gyuygens-Fresnel printsipi). Agar teshikning o'lchami yorug'lik to'lqin uzunligidan ancha katta bo'lsa, u holda teshik tekisligida paydo bo'ladigan ikkilamchi to'lqinlarning aralashuvi geometrik soya hududida yorug'lik intensivligi nolga teng bo'lishiga olib keladi, ya'ni. Biz yorug'lik tarqalishining to'g'ri chiziqlilik qonunini to'lqin optikasi doirasida tushuntirishga kelamiz. To'lqin nuqtai nazaridan yorug'lik nuri ikkilamchi to'lqinlarning aralashuvi yorug'lik intensivligining oshishiga olib keladigan hududni ifodalaydi.

E'tibor bering, to'lqin optikasida, geometrik optikadan farqli o'laroq, yorug'lik nuri tushunchasi jismoniy ma'nosini yo'qotadi, lekin yorug'lik to'lqinining tarqalish yo'nalishini ko'rsatish uchun ishlatiladi.

Ushbu bo'limni o'rganish natijasida talaba: bilish

• to'lqin va geometrik optika tushunchalari;
• to'lqin-zarracha ikkilik tushunchasi;
• geometrik optikaning to'rtta qonuni;
• yorug'lik interferensiyasi, kogerentlik, poezd tushunchasi;
• Gyuygens-Frenel printsipi;
• ikkita manbaning interferentsiya sxemasini hisoblash;
• yupqa plyonkalarda interferensiyani hisoblash;
• optikani tozalash tamoyillari; imkoniyatiga ega bo'lish
• geometrik optika qonunlari va yorug'lik interferensiyasi bo'yicha tipik amaliy fizik masalalarni yechish;

Shaxsiy

• geometrik optika qonunlari va yorug'lik interferensiyasi bilan bog'liq holda matematikaning standart usullari va modellaridan foydalanish ko'nikmalari;
• analitik geometriya va vektor algebra usullarini geometrik optika qonunlari va yorug‘lik interferensiyasi bilan bog‘liq holda qo‘llash malakalari;
• fizik tajribalar o‘tkazish, shuningdek, tajriba natijalarini geometrik optika va yorug‘lik interferensiyasi qonunlariga muvofiq qayta ishlash ko‘nikmalari.

To'lqin va geometrik optika. Geometrik optika qonunlari

To'lqin optikasi - yorug'likning to'lqin elektromagnit tabiatini hisobga olgan holda tarqalishini tavsiflovchi optika bo'limi. To'lqin optikasi doirasida Maksvell nazariyasi interferensiya, diffraktsiya, qutblanish va boshqalar kabi optik hodisalarni oddiygina tushuntirishga imkon berdi.

17-asr oxirida. Yorug'likning ikkita nazariyasi shakllandi: to'lqin(R. Huk va X. Gyuygens tomonidan ilgari surilgan) va korpuskulyar(I. Nyuton tomonidan ilgari surilgan). To'lqin nazariyasi yorug'likni elastik mexanik to'lqinlarga o'xshash to'lqin jarayoni sifatida qabul qiladi. Korpuskulyar (kvant) nazariyaga ko'ra, yorug'lik mexanika qonunlari bilan tavsiflangan zarralar (korpuskulalar) oqimidir. Shunday qilib, yorug'likning aksini tekislikdan elastik to'pni aks ettirishga o'xshash deb hisoblash mumkin. Uzoq vaqt davomida yorug'likning ikkita nazariyasi muqobil deb hisoblangan. Biroq, ko'plab tajribalar shuni ko'rsatdiki, yorug'lik ba'zi tajribalarda to'lqin xossalarini, boshqalarida esa korpuskulyar xossalarini namoyon qiladi. Shuning uchun, 20-asrning boshlarida. Yorug'lik asosan ikki tomonlama tabiatga ega ekanligi e'tirof etildi - u bor to'lqin-zarralar ikkiligi.

Ammo to'lqin optikasining asosiy tamoyillari va natijalarini taqdim etishdan oldin, keling, geometrik optikaning elementar qonunlarini shakllantiramiz.

Geometrik optika- yorug'likning shaffof muhitda tarqalish qonuniyatlarini va yorug'lik optik tizimlardan uning to'lqin xususiyatlarini hisobga olmasdan o'tganda tasvirlarni qurish qoidalarini o'rganadigan optika bo'limi. Geometrik optikada tushuncha kiritilgan yorug'lik nuri, nurlanish energiyasi oqimining yo'nalishini aniqlash. Yorug'likning tarqalishi yorug'lik nurining ko'ndalang o'lchamlariga bog'liq emas deb taxmin qilinadi. To'lqin optikasi qonunlariga muvofiq, agar nurning ko'ndalang o'lchami yorug'lik to'lqin uzunligidan ancha katta bo'lsa, bu to'g'ri. Geometrik optikani yorug'likning to'lqin uzunligi nolga moyil bo'lganda to'lqin optikasining cheklovchi holati deb hisoblash mumkin. Aniqrog‘i, geometrik optikaning qo‘llanish chegaralari yorug‘lik diffraksiyasini o‘rganish orqali aniqlanadi.

Geometrik optikaning asosiy qonunlari yorug'likning fizik tabiati kashf etilishidan ancha oldin eksperimental ravishda kashf etilgan. Keling, to'rttasini tuzamiz geometrik optika qonuni.

• 1. Yorug'likning to'g'ri chiziqli tarqalish qonuni:Optik jihatdan bir hil muhitda yorug'lik to'g'ri chiziqli tarqaladi. Bu qonun nuqta yorug'lik manbai bilan yoritilganda jismning o'tkir soyasi bilan tasdiqlanadi. Yana bir misol, uzoq manbadan keladigan yorug'lik kichik teshikdan o'tib, tor, to'g'ri yorug'lik nurini hosil qiladi. Bunday holda, teshik o'lchami to'lqin uzunligidan ancha katta bo'lishi kerak.
• 2. Yorug'lik nurlarining mustaqillik qonuni:Bitta yorug'lik nurining ta'siri boshqa nurlardan mustaqildir. Shunday qilib, bir nechta nurlar porlayotgan sirtning yoritilishi alohida nurlar tomonidan yaratilgan yorug'lik yig'indisiga teng. Istisno chiziqli bo'lmagan optik effektlar bo'lib, ular yuqori yorug'lik intensivligida paydo bo'lishi mumkin.

Guruch. 26.1

3.Yorug'likni aks ettirish qonuni:hodisa va aks ettirilgan nurlar (shuningdek, ikki vosita orasidagi interfeysga perpendikulyar, (tushish tekisligi) perpendikulyarning qarama-qarshi tomonlarida. Ko'zgu burchagi da tushish burchagiga teng a(26.1-rasm):

4. Yorug'likning sinishi qonuni:tushuvchi va singan nurlar (shuningdek, ikkita vosita orasidagi interfeysga perpendikulyar, nurning tushish nuqtasida rekonstruksiya qilingan) bir xil tekislikda yotadi (tushish tekisligi) perpendikulyarning qarama-qarshi tomonlarida.

tushish burchagi sinusining sinish burchagi sinusiga nisbati R miqdori bor, berilgan ikkita muhit uchun doimiy(26.1-rasm):

Bu yerga n - ikkinchi muhitning birinchisiga nisbatan sinishi ko'rsatkichi.

Vakuumga nisbatan muhitning sindirish ko'rsatkichi deyiladi absolyut sinishi indeksi. Ikki muhitning nisbiy sinishi ko'rsatkichi ularning mutlaq sinishi ko'rsatkichlarining nisbatiga teng:

Ko'zgu va sinish qonunlari to'lqinlar fizikasida tushuntirishga ega. Sinishi - bu bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda to'lqinlarning tarqalish tezligining o'zgarishi natijasidir. Sinishi indeksining fizik ma'nosi birinchi muhitda to'lqin tarqalish tezligining nisbati v ( ikkinchi muhitda tarqalish tezligiga v2:

Mutlaq sindirish ko'rsatkichi yorug'lik tezligining nisbatiga teng Bilan vakuumda yorug'lik tezligiga qadar v muhitda:

Katta absolyut sindirish ko'rsatkichiga ega bo'lgan muhit deyiladi optik jihatdan zichroq muhit. Yorug'lik optik jihatdan zichroq muhitdan optik jihatdan kamroq zichroq muhitga o'tganda, masalan, shishadan havoga ( n 2 bo'lishi mumkin to'liq aks ettirish hodisasi, ya'ni. singan nurning yo'qolishi. Bu hodisa apr ma'lum bir kritik burchakdan oshadigan tushish burchaklarida kuzatiladi, bu deyiladi. umumiy ichki aks ettirishning cheklovchi burchagi. A = apr tushish burchagi uchun singan nurning yo'qolishi sharti.

Agar ikkinchi vosita havo bo'lsa (p 2 ~ 1), keyin (26.2) va (26.3) formulalardan foydalanib, umumiy ichki aks ettirishning cheklash burchagini hisoblash formulasini shaklda yozish qulay.

Qayerda n = n x> 1 - birinchi muhitning mutlaq sinishi ko'rsatkichi. Shisha-havo interfeysi uchun (P= 1,5) kritik burchak apr = 42 °, suv-havo chegarasi uchun (P= 1.33) va pr = 49°.

Umumiy ichki aks ettirishning eng qiziqarli qo'llanilishi yaratishdir tolali yorug'lik yo'riqnomalari, ular nozik (bir necha mikrometrdan bir necha millimetrgacha) optik shaffof materialdan (shisha, kvarts, plastmassa) o'zboshimchalik bilan kavisli iplardir. Yorug'lik qo'llanmasining uchiga tushadigan yorug'lik yon sirtlardan to'liq ichki aks etishi tufayli u bo'ylab uzoq masofalarga o'tishi mumkin. Yorug'lik qo'llanmasini kuchli egib bo'lmaydi, chunki kuchli egilish bilan umumiy ichki ko'zgu holati (26.7) buziladi va yorug'lik toladan qisman yon sirt orqali chiqib ketadi.

E'tibor bering, geometrik optikaning birinchi, uchinchi va to'rtinchi qonunlari dan olinishi mumkin Fermat printsipi(eng kam vaqt printsipi): yorug'lik nurining tarqalish traektoriyasi eng qisqa tarqalish vaqtiga to'g'ri keladi. Va ko'rsatish oson.

Xulosa qilib, keling, geometrik optikadagi qiziqarli muammolardan birini ko'rib chiqaylik - ko'rinmaslik qopqog'ini yaratish. Optik nuqtai nazardan, ko'rinmaslik qopqog'i ob'ekt atrofida yorug'lik nurlarini egish tizimi bo'lishi mumkin.

Yorug'likning sinishi qonunidan foydalangan holda bunday tizimni yaratish, qoida tariqasida, qiyin emas, asosiy muammo - sindirish tizimidagi yorug'likning kuchli zaiflashishiga qarshi kurash. Shuning uchun, eng yaxshi variant ob'ekt orqasidagi tasvirni video yozuvchisi tizimi va ob'ekt oldida ushbu tasvirning televizion uzatuvchisi bo'lishi mumkin.

TOʻLQIN OPTIKA — yorugʻlikning toʻlqin tabiati bilan bogʻliq hodisalarni oʻrganuvchi fizik optikaning boʻlimi. Yorug'lik tarqalishining to'lqin xarakterini X.Gyuygens 17-asrning 2-yarmida o'rnatgan. To'lqin optikasi T.Yang, O.Frennel, D.Aragolarning tadqiqotlarida sezilarli rivojlanishga erishdi, bunda nafaqat kuzatish, balki yorug'likning interferensiyasi, difraksiyasi va qutblanishini tushuntirishga imkon beradigan tajribalar o'tkazildi, bu geometrik optika tushuntirib bera olmadi. To'lqin optikasi yorug'lik to'lqinlarining turli muhitlarda tarqalishini, muhit chegaralarida yorug'likning aks etishi va sinishi (Frennel formulalariga qarang), yorug'likning moddada tarqalishi va tarqalishini va boshqalarni ko'rib chiqadi. Elektromagnit maydonning tebranishlari bo'lgan yorug'lik to'lqinlari. klassik elektrodinamikaning umumiy tenglamalari bilan tasvirlangan (Maksvell tenglamalariga qarang). Ushbu tenglamalar dielektrik va magnit o'tkazuvchanlik qiymatlarini moddaning molekulyar tuzilishi va xususiyatlari bilan bog'laydigan kvant mexanikasi tenglamalari bilan to'ldiriladi. Bu yondashuv turli muhitdagi toʻlqinli optik hodisalarni oʻrganish imkonini beradi (qarang: Kristal optika, Magneto-optika, Molekulyar optika). Harakatlanuvchi muhitda yorugʻlik toʻlqinlarining tarqalish xususiyatlari (q. Harakatlanuvchi muhitning elektrodinamiği), shuningdek kuchli tortishish maydonlarida maxsus va umumiy nisbiylik nazariyalarida tushuntiriladi. To'lqin optikasi yorug'lik maydonining klassik tavsifidan foydalangan holda, yorug'likning emissiyasi va yutilishi jarayonlarini izchil tushuntirishga qodir emas, bu yorug'lik kvantlari - fotonlar haqida g'oyalarni kiritishni talab qiladi (qarang: Kvant optikasi, To'lqin-zarrachalar ikkiligi. ). To'lqin optikasidagi bir qator muammolarni to'lqin tenglamasi yordamida yorug'lik maydonini soddaroq tavsiflash bilan ham hal qilish mumkin.

To'lqin optikasi geometrik optikaning qo'llanilishi chegaralarini o'rnatadi va unda qo'llaniladigan munosabatlarni matematik asoslaydi (eykonal tenglama, Ferma printsipi va boshqalar). Oraliq mintaqada yorug'likning to'lqin uzunligi optik tizimning geometrik o'lchamlaridan sezilarli darajada kichikroq bo'lsa, lekin shu bilan birga nurlarning difraksion buzilishlari sezilarli bo'lsa, kvazi-optika usullari qo'llaniladi.

Nochiziqli muhitdagi to'lqin hodisalari nochiziqli optikada ko'rib chiqiladi. Yorug'lik to'lqinlarining tasodifiy bir jinsli bo'lmagan muhitda, shu jumladan atmosferada tarqalishi statistik optika usullari bilan o'rganiladi. Zamonaviy to'lqin optikasi lazerlarning optik rezonatorlarida kogerent yorug'lik nurlarining hosil bo'lishini va golografiya, Furye optikasi va adaptiv optika yordamida nurlarning o'zgarishini o'rganadi. Optik tolalardagi (qarang. Optik tolalar) va planar (plyonkali) optik tizimlardagi (qarang Integratsiyalashgan optika) chiziqli boʻlmagan optik hodisalarni oʻrganish ham jadal rivojlanayotgan sohadir.

Lit. Art ga qarang. Optika.