Оптика · геометрична оптика
Геометрична оптика: заломлення світла, лінзи, формули
Геометрична оптика описує поширення світла у вигляді променів. Розберемо закон заломлення, повне внутрішнє відбивання та формулу тонкої лінзи.
Основи геометричної оптики
Геометрична оптика розглядає світло як промені, що поширюються прямолінійно, відбиваються та заломлюються на межі середовищ. Заломлення — зміна напрямку променя при переході в інше середовище через різницю швидкостей світла.
Основні закони
- Закон заломлення: відношення синусів кутів падіння і заломлення дорівнює відносному показнику заломлення.
- Повне внутрішнє відбивання настає, коли кут падіння перевищує граничний (при переході в оптично менш густе середовище).
Формули
n₁·sinα = n₂·sinβ— закон заломлення
n = c / v— абсолютний показник заломлення
sinα_гр = n₂ / n₁— граничний кут повного внутрішнього відбивання
1/F = 1/d + 1/f; D = 1/F— формула тонкої лінзи та оптична сила
У формулі лінзи d — відстань до предмета, f — до зображення, F — фокусна відстань; оптична сила D вимірюється в діоптріях (1/м).
Як розв’язувати задачі
- Для заломлення застосуйте закон n₁sinα = n₂sinβ.
- Для граничного кута використайте sinα_гр = n₂/n₁.
- Для лінзи скористайтеся формулою 1/F = 1/d + 1/f й знайдіть невідому величину.
Готові розв’язані задачі
Часті питання
Як формулюється закон заломлення світла?▾
n₁·sinα = n₂·sinβ, де α — кут падіння, β — кут заломлення, n₁ і n₂ — показники заломлення середовищ. Промінь заломлюється до нормалі при переході в оптично густіше середовище.
Що таке повне внутрішнє відбивання?▾
Явище, коли світло повністю відбивається від межі середовищ (не заломлюється). Настає при переході в менш густе середовище, якщо кут падіння більший за граничний: sinα_гр = n₂/n₁.
Яка формула тонкої лінзи?▾
1/F = 1/d + 1/f, де F — фокусна відстань, d — відстань до предмета, f — до зображення. Оптична сила лінзи D = 1/F (у діоптріях).