როგორ ეხმარება ადამიანებს ფიზიკის ოპტიკა. ოპტიკა, როგორც ფიზიკის ფილიალი. კვანტური და ფიზიოლოგიური ოპტიკა

ძველი მეცნიერები, რომლებიც ცხოვრობდნენ ჩვენს წელთაღრიცხვამდე V საუკუნეში, ვარაუდობდნენ, რომ ბუნებაში და ამ სამყაროში ყველაფერი პირობითია და მხოლოდ ატომებსა და სიცარიელეს შეიძლება ეწოდოს რეალობა. დღემდე შემორჩენილია მნიშვნელოვანი ისტორიული დოკუმენტები, რომლებიც ადასტურებენ სინათლის სტრუქტურის კონცეფციას, როგორც ნაწილაკების მუდმივ ნაკადს, რომლებსაც აქვთ გარკვეული ფიზიკური თვისებები. თუმცა, თავად ტერმინი "ოპტიკა" გაცილებით მოგვიანებით გამოჩნდება. ისეთი ფილოსოფოსების თესლები, როგორებიც არიან დემოკრიტე და ევკლიდე, დათესეს დედამიწაზე მიმდინარე ყველა პროცესის სტრუქტურის გააზრებისას, აღმოცენდა. მხოლოდ მე-19 საუკუნის დასაწყისში შეძლო კლასიკურმა ოპტიკამ შეეძინა თავისი დამახასიათებელი ნიშნები, რომლებიც ცნობდნენ თანამედროვე მეცნიერებს და გამოჩნდა, როგორც სრულფასოვანი მეცნიერება.

განმარტება 1

ოპტიკა არის ფიზიკის უზარმაზარი ფილიალი, რომელიც სწავლობს და განიხილავს ფენომენებს, რომლებიც პირდაპირ კავშირშია მძლავრი ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელებასთან ხილულ სპექტრში, ასევე მასთან ახლოს დიაპაზონთან.

ამ განყოფილების ძირითადი კლასიფიკაცია შეესაბამება სინათლის სპეციფიკური სტრუქტურის დოქტრინის ისტორიულ განვითარებას:

გეომეტრიული – ძვ.წ მე-3 საუკუნე (ევკლიდე);
ფიზიკური – მე-17 საუკუნე (ჰაიგენსი);
კვანტური – მე-20 საუკუნე (პლანკი).

ოპტიკა სრულად ახასიათებს სინათლის გარდატეხის თვისებებს და ხსნის ამ საკითხთან უშუალოდ დაკავშირებულ მოვლენებს. ოპტიკური სისტემების მეთოდები და პრინციპები გამოიყენება ბევრ გამოყენებით დისციპლინაში, მათ შორის ფიზიკაში, ელექტროინჟინერიასა და მედიცინაში (განსაკუთრებით ოფთალმოლოგიაში). ამ, ისევე როგორც ინტერდისციპლინურ სფეროებში, ძალზე პოპულარულია გამოყენებითი ოპტიკის მიღწევები, რომლებიც ზუსტ მექანიკასთან ერთად მყარ საფუძველს უქმნის ოპტიკურ-მექანიკურ ინდუსტრიას.

სინათლის ბუნება

ოპტიკა ითვლება ფიზიკის ერთ-ერთ პირველ და მთავარ დარგად, სადაც წარმოდგენილი იყო ბუნების შესახებ უძველესი იდეების შეზღუდვები.

შედეგად, მეცნიერებმა შეძლეს დაედგინათ ბუნებრივი ფენომენებისა და სინათლის ორმაგობა:

სინათლის კორპუსკულური ჰიპოთეზა, რომელიც წარმოიშვა ნიუტონისგან, სწავლობს ამ პროცესს, როგორც ელემენტარული ნაწილაკების - ფოტონების ნაკადს, სადაც აბსოლუტურად ნებისმიერი გამოსხივება ხორციელდება დისკრეტულად და მოცემული ენერგიის სიმძლავრის მინიმალურ ნაწილს აქვს სიხშირე და სიდიდე, რომელიც შეესაბამება გამოსხივებული სინათლის ინტენსივობა;
სინათლის ტალღური თეორია, რომელიც წარმოიშვა ჰაიგენსისგან, გულისხმობს სინათლის კონცეფციას, როგორც პარალელური მონოქრომატული ელექტრომაგნიტური ტალღების ერთობლიობას, რომელიც შეინიშნება ოპტიკურ მოვლენებში და წარმოდგენილია ამ ტალღების მოქმედების შედეგად.

სინათლის ასეთი თვისებებით, რადიაციის ძალისა და ენერგიის სხვა ტიპის ენერგიაზე გადასვლის არარსებობა ითვლება სრულიად ნორმალურ პროცესად, რადგან ელექტრომაგნიტური ტალღები არ ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან ინტერფერენციული ფენომენების სივრცულ გარემოში, რადგან სინათლის ეფექტები გრძელდება. გავრცელდეს მათი სპეციფიკის შეცვლის გარეშე.

ელექტრული და მაგნიტური გამოსხივების ტალღურმა და კორპუსკულურმა ჰიპოთეზებმა იპოვეს მათი გამოყენება მაქსველის სამეცნიერო ნაშრომებში განტოლებების სახით.

სინათლის, როგორც მუდმივად მოძრავი ტალღის ეს ახალი კონცეფცია შესაძლებელს ხდის დიფრაქციასთან და ჩარევასთან დაკავშირებული პროცესების ახსნას, სინათლის ველის სტრუქტურის ჩათვლით.

სინათლის მახასიათებლები

სინათლის ტალღის სიგრძე $\lambda$ პირდაპირ დამოკიდებულია ამ ფენომენის გავრცელების საერთო სიჩქარეზე $v$ სივრცულ გარემოში და დაკავშირებულია $\nu$ სიხშირესთან შემდეგი მიმართებით:

$\lambda = \frac(v)(\nu)=\frac (c)(n\nu)$

სადაც $n$ არის საშუალო რეფრაქციული პარამეტრი. ზოგადად, ეს მაჩვენებელი ელექტრომაგნიტური ტალღის სიგრძის ძირითადი ფუნქციაა: $n=n(\ლამბდა)$.

რეფრაქციული ინდექსის დამოკიდებულება ტალღის სიგრძეზე ვლინდება სინათლის სისტემატური დისპერსიის ფენომენის სახით. უნივერსალური და ჯერ კიდევ ნაკლებად შესწავლილი კონცეფცია ფიზიკაში არის სინათლის სიჩქარე $c$. მისი განსაკუთრებული მნიშვნელობა აბსოლუტურ სიცარიელეში წარმოადგენს არა მხოლოდ ძლიერი ელექტრომაგნიტური სიხშირეების გავრცელების მაქსიმალურ სიჩქარეს, არამედ მატერიალურ ობიექტებზე ინფორმაციის გავრცელების ან სხვა ფიზიკური ზემოქმედების მაქსიმალურ ინტენსივობას. როდესაც სინათლის ნაკადის მოძრაობა იზრდება სხვადასხვა ზონაში, $v$ სინათლის საწყისი სიჩქარე ხშირად მცირდება: $v = \frac (c)(n)$.

განათების ძირითადი მახასიათებლებია:

სინათლის ტალღის სიგრძის მასშტაბით განსაზღვრული სპექტრული და რთული შემადგენლობა;
პოლარიზაცია, რომელიც განისაზღვრება ელექტრული ვექტორის სივრცითი გარემოს ზოგადი ცვლილებით ტალღის გავრცელების გზით;
სინათლის სხივის გავრცელების მიმართულება, რომელიც უნდა ემთხვეოდეს ტალღის ფრონტს ორმხრივი შეფერხების არარსებობის შემთხვევაში.

კვანტური და ფიზიოლოგიური ოპტიკა

კვანტების გამოყენებით ელექტრომაგნიტური ველის დეტალური აღწერის იდეა გაჩნდა მე-20 საუკუნის დასაწყისში და გაჟღერდა მაქს პლანკის მიერ. მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ სინათლის მუდმივი გამოსხივება გარკვეული ნაწილაკების - კვანტების მეშვეობით ხორციელდება. 30 წლის შემდეგ დადასტურდა, რომ სინათლე არა მხოლოდ ნაწილობრივ და პარალელურად გამოიყოფა, არამედ შეიწოვება.

ამან მისცა შესაძლებლობა ალბერტ აინშტაინს დაედგინა სინათლის დისკრეტული სტრუქტურა. დღესდღეობით მეცნიერები სინათლის კვანტს ფოტონებს უწოდებენ და თავად ნაკადი განიხილება, როგორც ელემენტების განუყოფელი ჯგუფი. ამრიგად, კვანტურ ოპტიკაში სინათლე განიხილება როგორც ნაწილაკების ნაკადი და ერთდროულად ტალღები, რადგან ისეთი პროცესები, როგორიცაა ჩარევა და დიფრაქცია, ვერ აიხსნება ფოტონების ერთი ნაკადით.

მე-20 საუკუნის შუა წლებში ბრაუნ-ტვისის კვლევითმა საქმიანობამ შესაძლებელი გახადა კვანტური ოპტიკის გამოყენების არეალის უფრო ზუსტად განსაზღვრა. მეცნიერის ნამუშევრებმა დაამტკიცა, რომ სინათლის წყაროების გარკვეულ რაოდენობას, რომლებიც ასხივებენ ფოტონებს ორ ფოტოდეტექტორში და მუდმივ ხმოვან სიგნალს აძლევენ ელემენტების რეგისტრაციის შესახებ, შეუძლია მოწყობილობების ერთდროულად ფუნქციონირება.

არაკლასიკური სინათლის პრაქტიკული გამოყენების დანერგვამ მკვლევარები წარმოუდგენელ შედეგებამდე მიიყვანა. ამ მხრივ, კვანტური ოპტიკა უნიკალური თანამედროვე სფეროა კვლევისა და გამოყენების უზარმაზარი შესაძლებლობებით.

შენიშვნა 1

თანამედროვე ოპტიკა დიდი ხანია მოიცავს სამეცნიერო სამყაროს და განვითარების ბევრ სფეროს, რომლებიც მოთხოვნადი და პოპულარობით სარგებლობენ.

ოპტიკური მეცნიერების ეს სფეროები პირდაპირ კავშირშია სინათლის ელექტრომაგნიტურ ან კვანტურ თვისებებთან, მათ შორის სხვა სფეროებთან.

განმარტება 2

ფიზიოლოგიური ოპტიკა არის ახალი ინტერდისციპლინარული მეცნიერება, რომელიც სწავლობს სინათლის ვიზუალურ აღქმას და აერთიანებს ინფორმაციას ბიოქიმიის, ბიოფიზიკისა და ფსიქოლოგიიდან.

ოპტიკის ყველა კანონის გათვალისწინებით, მეცნიერების ეს განყოფილება ეფუძნება ამ მეცნიერებებს და აქვს განსაკუთრებული პრაქტიკული მიმართულება. შესწავლილია ვიზუალური აპარატის ელემენტები და განსაკუთრებული ყურადღება ეთმობა უნიკალურ მოვლენებს, როგორიცაა ოპტიკური ილუზია და ჰალუცინაციები. ამ სფეროში მუშაობის შედეგები გამოიყენება ფიზიოლოგიაში, მედიცინაში, ოპტიკურ ინჟინერიაში და კინოინდუსტრიაში.

დღესდღეობით სიტყვა ოპტიკა უფრო ხშირად გამოიყენება როგორც მაღაზიის სახელწოდება. ბუნებრივია, ასეთ სპეციალიზებულ პუნქტებში შესაძლებელია სხვადასხვა სახის ტექნიკური ოპტიკის მოწყობილობების შეძენა - ლინზები, სათვალეები, მხედველობის დამცავი მექანიზმები. ამ ეტაპზე მაღაზიებს აქვთ თანამედროვე აღჭურვილობა, რომელიც საშუალებას აძლევს ადგილზე ზუსტად განსაზღვრონ მხედველობის სიმახვილე, ასევე გამოავლინონ არსებული პრობლემები და მათი აღმოფხვრის გზები.

აბსოლუტურად შავი სხეული- სხეულის გონებრივი მოდელი, რომელიც ნებისმიერ ტემპერატურაზე მთლიანად შთანთქავს მასზე მოხვედრილ ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას, სპექტრული შემადგენლობის მიუხედავად. რადიაცია A.h.t. განისაზღვრება მხოლოდ მისი აბსოლუტური ტემპერატურით და არ არის დამოკიდებული ნივთიერების ბუნებაზე.

ᲗᲔᲗᲠᲘ ᲜᲐᲗᲔᲑᲐ- კომპლექსი ელექტრომაგნიტურირადიაცია , იწვევს ფერის ნეიტრალურ შეგრძნებას ადამიანის თვალებში.

ხილული რადიაცია- ოპტიკური გამოსხივება ტალღის სიგრძით 380 - 770 ნმ, რომელსაც შეუძლია გამოიწვიოს ვიზუალური შეგრძნება ადამიანის თვალებში.

სტიმულირებული ემისია, ინდუცირებული გამოსხივება - ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოსხივება მატერიის ნაწილაკების (ატომები, მოლეკულები და სხვ.) მიერ აღგზნებულ მდგომარეობაში, ე.ი. არათანაბარი მდგომარეობა გარეგანი ძალისმიერი გამოსხივების გავლენის ქვეშ. In და. თანმიმდევრულად (იხ თანმიმდევრულობა) იძულებითი გამოსხივებით და გარკვეულ პირობებში შეიძლება გამოიწვიოს ელექტრომაგნიტური ტალღების გაძლიერება და წარმოქმნა. იხილეთ ასევე კვანტური გენერატორი.

ჰოლოგრამი- ფოტოგრაფიულ ფირფიტაზე ჩაწერილი ჩარევის ნიმუში, რომელიც ჩამოყალიბებულია ორი თანმიმდევრული ტალღით (იხ. თანმიმდევრულობა): საცნობარო ტალღა და ტალღა არეკლილი ობიექტიდან, რომელიც განათებულია იმავე სინათლის წყაროთ. გ.-ს რეკონსტრუქციისას აღვიქვამთ საგნის სამგანზომილებიან გამოსახულებას.

ჰოლოგრაფია- ობიექტების სამგანზომილებიანი გამოსახულების მიღების მეთოდი, რომელიც ეფუძნება ამ ობიექტების მიერ ასახული ტალღის ფრონტის რეგისტრაციას და შემდგომ რეკონსტრუქციას. ჰოლოგრამის მიღება ეფუძნება.

ჰაიგენის პრინციპი- მეთოდი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ ტალღის ფრონტის პოზიცია ნებისმიერ დროს. გ.პ. ყველა წერტილი, რომლითაც გადის ტალღის ფრონტი t დროს, არის მეორადი სფერული ტალღების წყარო, ხოლო ტალღის ფრონტის სასურველი პოზიცია t+Dt დროს ემთხვევა ზედაპირს, რომელიც მოიცავს ყველა მეორად ტალღებს. საშუალებას გაძლევთ ახსნათ სინათლის არეკვლისა და გარდატეხის კანონები.

HUYGENS - FRESNEL - პრინციპი- ტალღის გავრცელების პრობლემების გადაჭრის სავარაუდო მეთოდი. გ.-ფ. p. ნათქვამია: ნებისმიერ წერტილში, რომელიც მდებარეობს თვითნებური დახურული ზედაპირის გარეთ, რომელიც ფარავს სინათლის წერტილოვან წყაროს, ამ წყაროს მიერ აღგზნებული სინათლის ტალღა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს მითითებული დახურული ზედაპირის ყველა წერტილის მიერ გამოსხივებული მეორადი ტალღების ჩარევის შედეგად. საშუალებას გაძლევთ გადაჭრას მარტივი პრობლემები.

მსუბუქი წნევა - წნევა,წარმოიქმნება განათებულ ზედაპირზე შუქით. მნიშვნელოვან როლს ასრულებს კოსმიურ პროცესებში (კომეტების კუდების წარმოქმნა, დიდი ვარსკვლავების წონასწორობა და ა.შ.).

ფაქტობრივი სურათი- სმ. .

ᲓᲘᲐᲤᲠᲐᲒᲛᲐ- ოპტიკურ სისტემაში სინათლის სხივის შეზღუდვის ან შეცვლის მოწყობილობა (მაგალითად, თვალის გუგა, ლინზის ჩარჩო, კამერის ობიექტივი).

სინათლის დისპერსია- აბსოლუტური დამოკიდებულება რეფრაქციული ინდექსინივთიერებები სინათლის სიხშირედან. განასხვავებენ ნორმალურ გამოსხივებას, რომლის დროსაც სინათლის ტალღის სიჩქარე მცირდება სიხშირის მატებასთან ერთად და ანომალიურ გამოსხივებას შორის, რომლის დროსაც ტალღის სიჩქარე იზრდება. იმის გამო, რომ დ.ს. თეთრი სინათლის ვიწრო სხივი, რომელიც გადის შუშის ან სხვა გამჭვირვალე ნივთიერებისგან დამზადებულ პრიზმაში, იშლება დისპერსიულ სპექტრად, რომელიც ქმნის ცისარტყელას ზოლს ეკრანზე.

დიფრაქციული ბადე- ფიზიკური მოწყობილობა, რომელიც წარმოადგენს იმავე სიგანის დიდი რაოდენობით პარალელური შტრიხების ერთობლიობას, რომელიც გამოიყენება გამჭვირვალე ან ამრეკლავ ზედაპირზე ერთმანეთისგან იმავე მანძილზე. შედეგად, დ.რ. იქმნება დიფრაქციული სპექტრი - სინათლის ინტენსივობის მაქსიმალური და მინიმალური მონაცვლეობა.

სინათლის დიფრაქცია- ფენომენების ერთობლიობა, რომლებიც გამოწვეულია სინათლის ტალღოვანი ბუნებით და შეინიშნება, როდესაც ის ვრცელდება გამოხატული არაერთგვაროვნების მქონე გარემოში (მაგალითად, ხვრელების გავლისას, გაუმჭვირვალე სხეულების საზღვრებთან და ა.შ.). ვიწრო გაგებით, დ.ს. გაიგოს სინათლის მოხრა მცირე დაბრკოლებების გარშემო, ე.ი. გადახრა გეომეტრიული ოპტიკის კანონებიდან. მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ოპტიკური ინსტრუმენტების მუშაობაში, ზღუდავს მათ რეზოლუცია.

დოპლერის ეფექტი- ფენომენის შეცვლა ვიბრაციის სიხშირეებიხმოვანი ან ელექტრომაგნიტური ტალღები, რომლებიც აღიქმება დამკვირვებლის მიერ დამკვირვებლისა და ტალღების წყაროს ურთიერთ მოძრაობის გამო. მიახლოებისას გამოვლინდა სიხშირის მატება, ხოლო დაშორებისას დაკლება.

ბუნებრივი სინათლე- არათანმიმდევრული სინათლის ტალღების ნაკრები ვიბრაციის ყველა შესაძლო სიბრტყით და ვიბრაციის იგივე ინტენსივობით თითოეულ ამ სიბრტყეში. ე.ს. თითქმის ყველა ბუნებრივი სინათლის წყარო ასხივებს, რადგან ისინი შედგება დიდი რაოდენობით განსხვავებულად ორიენტირებული გამოსხივების ცენტრებისგან (ატომები, მოლეკულები), რომლებიც ასხივებენ სინათლის ტალღებს, რომელთა ვიბრაციის ფაზასა და სიბრტყეს შეუძლია მიიღოს ყველა შესაძლო მნიშვნელობა. იხილეთ ასევე სინათლის პოლარიზაცია, თანმიმდევრულობა.

ოპტიკური სარკე– კორპუსი გაპრიალებული ან ამრეკლავი ფენით დაფარული (ვერცხლის, ოქრო, ალუმინი და ა.შ.) ზედაპირით, რომელზედაც ხდება სპეკულარული არეკვლა (იხ. ანარეკლი).

გამოსახულება ოპტიკური– ობიექტის გამოსახულება, რომელიც მიღებულია ოპტიკური სისტემის (ლინზები, სარკეები) მოქმედების შედეგად ობიექტის მიერ გამოსხივებულ ან არეკლილი სინათლის სხივებზე. განსხვავებაა რეალურ (მიღებული თვალის ეკრანზე ან თვალის ბადურაზე ოპტიკურ სისტემაში გამავალი სხივების გადაკვეთისას) და წარმოსახვით ინფორმაციას შორის. . (მიღებულია სხივების გაგრძელების კვეთაზე).

სინათლის ჩარევა- ორი ან მეტის სუპერპოზიციის ფენომენი თანმიმდევრულისინათლის ტალღები წრფივად პოლარიზებულია ერთ სიბრტყეში, რომელშიც მიღებული სინათლის ტალღის ენერგია გადანაწილებულია სივრცეში ამ ტალღების ფაზებს შორის ურთიერთმიმართების მიხედვით. I.S.-ის შედეგს, რომელიც დაფიქსირდა ეკრანზე ან ფოტოგრაფიულ ფირფიტაზე, ეწოდება ჩარევის ნიმუში. I. თეთრი სინათლე იწვევს ცისარტყელას შაბლონის წარმოქმნას (თხელი ფილმების ფერები და ა.შ.). პოულობს აპლიკაციას ჰოლოგრაფიაში, ოპტიკის გასასუფთავებლად და ა.შ.

ინფრაწითელი გამოსხივება - ელექტრომაგნიტური რადიაციატალღის სიგრძით 0,74 მიკრონიდან 1-2 მმ-მდე. ასხივებს ყველა სხეულს, რომლის ტემპერატურაც აღემატება აბსოლუტურ ნულს (თერმული გამოსხივება).

სინათლის კვანტური- იგივე რაც ფოტონი.

კოლიმატორი- ოპტიკური სისტემა, რომელიც შექმნილია პარალელური სხივების სხივის შესაქმნელად.

კომპტონის ეფექტი– თავისუფალ ელექტრონებზე მოკლე ტალღის სიგრძის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების (რენტგენის და გამა გამოსხივების) გაფანტვის ფენომენი, რასაც თან ახლავს ზრდა. ტალღის სიგრძე.

ლაზერიოპტიკური კვანტური გენერატორი - კვანტური გენერატორიელექტრომაგნიტური გამოსხივება ოპტიკურ დიაპაზონში. წარმოქმნის მონოქრომატულ თანმიმდევრულ ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას, რომელსაც აქვს ვიწრო მიმართულება და მნიშვნელოვანი სიმძლავრის სიმკვრივე. იგი გამოიყენება ოპტიკურ დიაპაზონში, მყარი და ცეცხლგამძლე მასალების დასამუშავებლად, ქირურგიაში, სპექტროსკოპიასა და ჰოლოგრაფიაში, პლაზმის გასათბობად. Ოთხ. მასერი.

LINE SPECTRA- სპექტრები, რომლებიც შედგება ინდივიდუალური ვიწრო სპექტრული ხაზებისგან. გამოიყოფა ატომურ მდგომარეობაში მყოფი ნივთიერებებით.

ობიექტივიოპტიკური - გამჭვირვალე სხეული, რომელიც შემოსაზღვრულია ორი მოხრილი (ჩვეულებრივ სფერული) ან მრუდე და ბრტყელი ზედაპირით. ლინზას ეწოდება თხელი, თუ მისი სისქე მცირეა მისი ზედაპირის გამრუდების რადიუსებთან შედარებით. განასხვავებენ კონვერგირებულ (სხივების პარალელური სხივის გადაქცევა კონვერგირებად) და დივერგირებულ (სხივების პარალელური სხივის გადამყვანად გადაქცევა) ლინზებს შორის. ისინი გამოიყენება ოპტიკურ, ოპტიკურ-მექანიკურ და ფოტოგრაფიულ ინსტრუმენტებში.

Გამადიდებელი შუშა- შეგროვება ობიექტივიან ლინზების სისტემა მოკლე ფოკუსური სიგრძით (10 - 100 მმ), იძლევა 2 - 50x გადიდებას.

RAY- წარმოსახვითი ხაზი, რომლის გასწვრივ რადიაციული ენერგია ვრცელდება მიახლოებით გეომეტრიული ოპტიკა, ე.ი. თუ დიფრაქციული ფენომენები არ შეინიშნება.

MASER - კვანტური გენერატორიელექტრომაგნიტური გამოსხივება სანტიმეტრის დიაპაზონში. ახასიათებს მაღალი მონოქრომატულობა, თანმიმდევრულობა და ვიწრო გამოსხივების მიმართულება. იგი გამოიყენება რადიოკავშირებში, რადიოასტრონომიაში, რადარში და ასევე, როგორც სტაბილური სიხშირის რხევების გენერატორი. Ოთხ. .

მაიკლსონის გამოცდილება- ექსპერიმენტი, რომელიც შექმნილია დედამიწის მოძრაობის გავლენის გასაზომად მნიშვნელობაზე სინათლის სიჩქარე. უარყოფითი შედეგი მ.ო. გახდა ერთ-ერთი ექსპერიმენტული საფუძველი ფარდობითობის თეორია.

მიკროსკოპი- ოპტიკური მოწყობილობა შეუიარაღებელი თვალით უხილავ წვრილმან ობიექტებზე დასაკვირვებლად. მიკროსკოპის გადიდება შეზღუდულია და არ აღემატება 1500. იხ. ელექტრონული მიკროსკოპი.

VIMARY IMAGE- სმ. .

მონოქრომატული გამოსხივება- გონებრივი მოდელი ელექტრომაგნიტური რადიაციაერთი კონკრეტული სიხშირე. სტროგოგო მ.ი. არ არსებობს, რადგან ნებისმიერი რეალური გამოსხივება შეზღუდულია დროში და ფარავს სიხშირის გარკვეულ დიაპაზონს. მ-თან ახლოს გამოსხივების წყაროები - კვანტური გენერატორები.

ოპტიკა- ფიზიკის ფილიალი, რომელიც სწავლობს სინათლის (ოპტიკური) ფენომენების ნიმუშებს, სინათლის ბუნებას და მის ურთიერთქმედებას მატერიასთან.

ოპტიკური ღერძი- 1) მთავარი - სწორი ხაზი, რომელზედაც განლაგებულია ოპტიკური სისტემის შემქმნელი რეფრაქციული ან ამრეკლავი ზედაპირების ცენტრები; 2) გვერდითი - ნებისმიერი სწორი ხაზი, რომელიც გადის თხელი ლინზის ოპტიკურ ცენტრში.

ოპტიკური სიმძლავრელინზები - რაოდენობა, რომელიც გამოიყენება ლინზების რეფრაქციული ეფექტისა და ინვერსიის აღსაწერად ფოკუსური მანძილი. D=1/F. იგი იზომება დიოპტრიებში (Dopters).

ოპტიკური გამოსხივება- ელექტრომაგნიტური გამოსხივება, რომლის ტალღის სიგრძე 10 ნმ-დან 1 მმ-მდეა. კ ო.ი. ეხება ინფრაწითელი გამოსხივება, .

სინათლის ანარეკლი- სინათლის ტალღის დაბრუნების პროცესი, როდესაც ის ეცემა ორ სხვადასხვა მედიას შორის ინტერფეისს რეფრაქციული ინდექსები.თავდაპირველ გარემოში დაბრუნება. მადლობა o.s. ჩვენ ვხედავთ სხეულებს, რომლებიც არ ასხივებენ სინათლეს. განასხვავებენ სპეკულარულ ანარეკლს (სხივების პარალელური სხივი არეკვლის შემდეგ პარალელურად რჩება) და დიფუზურ ანარეკლს (პარალელური სხივი გარდაიქმნება განსხვავებულად).

- ფენომენი, რომელიც შეინიშნება სინათლის გადასვლისას ოპტიკურად უფრო მკვრივი გარემოდან ოპტიკურად ნაკლებ მკვრივ გარემოზე, თუ დაცემის კუთხე აღემატება დაცემის შემზღუდველ კუთხეს, სადაც ნ – მეორე გარემოს რეფრაქციული ინდექსი პირველთან შედარებით. ამ შემთხვევაში, სინათლე მთლიანად აისახება მედიას შორის ინტერფეისიდან.

ტალღის ასახვის კანონი- დაცემის სხივი, არეკლილი სხივი და პერპენდიკულარი, რომელიც ამაღლებულია სხივის დაცემის წერტილამდე, ერთ სიბრტყეშია და დაცემის კუთხე ტოლია გარდატეხის კუთხის. კანონი მოქმედებს სარკისებური ანარეკლისთვის.

სინათლის შთანთქმა- სინათლის ტალღის ენერგიის დაქვეითება მატერიაში მისი გავრცელების დროს, რაც ხდება ტალღის ენერგიის გადაქცევის შედეგად. შინაგანი ენერგიამეორადი გამოსხივების ნივთიერებები ან ენერგია, რომლებსაც აქვთ განსხვავებული სპექტრული შემადგენლობა და გავრცელების განსხვავებული მიმართულება.

1) აბსოლუტური - მნიშვნელობა, რომელიც უდრის ვაკუუმში სინათლის სიჩქარის შეფარდებას მოცემულ გარემოში სინათლის ფაზურ სიჩქარესთან: . დამოკიდებულია გარემოს ქიმიურ შემადგენლობაზე, მის მდგომარეობაზე (ტემპერატურა, წნევა და ა.შ.) და სინათლის სიხშირეზე (იხ. სინათლის დისპერსია).2) ნათესავი - (პ.პ. მეორე საშუალების პირველთან შედარებით) მნიშვნელობა, რომელიც უდრის პირველ გარემოში ფაზის სიჩქარის შეფარდებას მეორეში ფაზის სიჩქარესთან: . ო.პ.პ. უდრის მეორე გარემოს აბსოლუტური რეფრაქციული ინდექსის შეფარდებას აბსოლუტურ p.p. ბუმბულის გარემო.

სინათლის პოლარიზაცია- ფენომენი, რომელიც იწვევს ელექტრული ველის სიძლიერის ვექტორებისა და სინათლის ტალღის მაგნიტური ინდუქციის დალაგებას სინათლის სხივზე პერპენდიკულარულ სიბრტყეში. ყველაზე ხშირად ეს ხდება სინათლის არეკვლისა და გარდატეხის დროს, ასევე ანიზოტროპულ გარემოში სინათლის გავრცელების დროს.

სინათლის გარდატეხა- ფენომენი, რომელიც შედგება სინათლის გავრცელების მიმართულების ცვლილებაში (ელექტრომაგნიტური ტალღა) ერთი საშუალოდან მეორეზე გადაადგილებისას, პირველისგან განსხვავებული. რეფრაქციული ინდექსი. რეფრაქციისთვის კანონი დაკმაყოფილებულია: დაცემის სხივი, რეფრაქციული სხივი და სხივის დაცემის წერტილამდე აწეული პერპენდიკულარი დევს ერთ სიბრტყეში, და ამ ორი მედიისთვის დაცემის კუთხის სინუსის შეფარდება. გარდატეხის კუთხის სინუსი არის მუდმივი მნიშვნელობა, რომელსაც ე.წ ფარდობითი რეფრაქციული ინდექსიმეორე გარემო პირველთან შედარებით. გარდატეხის მიზეზი არის ფაზის სიჩქარის განსხვავება სხვადასხვა მედიაში.

ოპტიკური პრიზმა- გამჭვირვალე ნივთიერებისგან შემდგარი სხეული, რომელიც შემოსაზღვრულია ორი არაპარალელური სიბრტყით, რომლებზეც შუქი ირღვევა. გამოიყენება ოპტიკურ და სპექტრულ ინსტრუმენტებში.

ინსულტის განსხვავება- ფიზიკური რაოდენობა, რომელიც ტოლია ორი სინათლის სხივის ოპტიკური ბილიკის სიგრძის სხვაობას.

სინათლის გაფანტვა- ფენომენი, რომელიც შედგება გარემოში გავრცელებული სინათლის სხივის გადახრისგან ყველა შესაძლო მიმართულებით. ეს გამოწვეულია საშუალების ჰეტეროგენურობით და სინათლის ურთიერთქმედებით მატერიის ნაწილაკებთან, რომლის დროსაც იცვლება სინათლის ტალღის გავრცელების მიმართულება, სიხშირე და სიბრტყე.

ᲛᲡᲣᲑᲣᲥᲘ, სინათლის გამოსხივება - რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ვიზუალური შეგრძნება.

სინათლის ტალღა - ელექტრომაგნიტური ტალღახილული გამოსხივების ტალღის სიგრძის დიაპაზონში. სიხშირე (სიხშირეების ნაკრები) რ.ვ. განსაზღვრავს ფერს, ენერგიას რ.ვ. მისი ამპლიტუდის კვადრატის პროპორციულია.

მსუბუქი გზამკვლევი- სინათლის გადამცემი არხი, რომელსაც აქვს სინათლის ტალღის სიგრძეზე მრავალჯერ მეტი ზომები. სინათლე სოფელში ვრცელდება მთლიანი შიდა ასახვის გამო.

ᲡᲘᲜᲐᲗᲚᲘᲡ ᲡᲘᲩᲥᲐᲠᲔვაკუუმში (c) - ერთ-ერთი ძირითადი ფიზიკური მუდმივი, რომელიც უდრის ვაკუუმში ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელების სიჩქარეს. s=(299 792 458 ± 1.2) მ/წმ. ს.ს. - ნებისმიერი ფიზიკური ურთიერთქმედების გავრცელების მაქსიმალური სიჩქარე.

ოპტიკური სპექტრი- გარკვეული სხეულის ოპტიკური გამოსხივების ინტენსივობის სიხშირის (ან ტალღის სიგრძის) განაწილება (ემისიის სპექტრი) ან სინათლის შთანთქმის ინტენსივობა ნივთიერების გავლით (შთანთქმის სპექტრი). არსებობს S.O.: ხაზოვანი, რომელიც შედგება ინდივიდუალური სპექტრული ხაზებისგან; ზოლიანი, რომელიც შედგება მჭიდროდ დაკავშირებული ჯგუფებისგან (ზოლებით). სპექტრალური ხაზები; მყარი, რომელიც შეესაბამება რადიაციას (ემისიას) ან სინათლის შთანთქმას ფართო სიხშირის დიაპაზონში.

სპექტრული ხაზები- ვიწრო სექციები ოპტიკურ სპექტრებში, რომლებიც შეესაბამება თითქმის იმავე სიხშირეს (ტალღის სიგრძეს). თითოეული ს.ლ. ხვდება გარკვეული კვანტური გადასვლა.

სპექტრალური ანალიზი- ნივთიერებათა ქიმიური შემადგენლობის თვისებრივი და რაოდენობრივი ანალიზის ფიზიკური მეთოდი, მათი შესწავლის საფუძველზე. ოპტიკური სპექტრები.იგი უაღრესად მგრძნობიარეა და გამოიყენება ქიმიაში, ასტროფიზიკაში, მეტალურგიაში, გეოლოგიურ კვლევაში და სხვ. თეორიული საფუძველი ს. არის .

სპექტროგრაფი- ოპტიკური მოწყობილობა რადიაციული სპექტრის მისაღებად და ერთდროულად ჩასაწერად. ს-ის ძირითადი ნაწილი - ოპტიკური პრიზმაან .

სპექტროსკოპი- ოპტიკური მოწყობილობა რადიაციული სპექტრის ვიზუალური დაკვირვებისთვის. ლინზის ძირითადი ნაწილი ოპტიკური პრიზმაა.

სპექტროსკოპია- ფიზიკის ფილიალი, რომელიც სწავლობს ოპტიკური სპექტრებირათა დაზუსტდეს ატომების, მოლეკულების, აგრეთვე მატერიის აგებულების აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობების სტრუქტურა.

ᲛᲝᲛᲐᲢᲔᲑᲐოპტიკური სისტემა - ოპტიკური სისტემის მიერ წარმოებული გამოსახულების ზომის თანაფარდობა ობიექტის ნამდვილ ზომასთან.

ᲣᲚᲢᲠᲐᲘᲘᲡᲤᲔᲠᲘ ᲒᲐᲛᲝᲡᲮᲘᲕᲔᲑᲐ- ელექტრომაგნიტური გამოსხივება ვაკუუმში ტალღის სიგრძით 10 ნმ-დან 400 ნმ-მდე. ისინი ასევე იწვევენ ლუმინესცენციას ბევრ ნივთიერებაში. ბიოლოგიურად აქტიური.

ფოკუსური თვითმფრინავი- სიბრტყე, რომელიც პერპენდიკულარულია სისტემის ოპტიკურ ღერძზე და გადის მის მთავარ ფოკუსში.

ფოკუსი- წერტილი, სადაც გროვდება ოპტიკურ სისტემაში გამავალი სინათლის სხივების პარალელური სხივი. თუ სხივი სისტემის მთავარი ოპტიკური ღერძის პარალელურია, მაშინ სხივი ამ ღერძზე დევს და მას მთავარს უწოდებენ.

ფოკალური სიგრძე- მანძილი თხელი ლინზის ოპტიკურ ცენტრსა და ფოკუსს შორის ფოტოეფექტი, ფოტოელექტრული ეფექტი არის ნივთიერების მიერ ელექტრომაგნიტური გამოსხივების გავლენის ქვეშ ელექტრონების გამოსხივების ფენომენი (გარე ფ.). შეინიშნება აირებში, სითხეებში და მყარ სხეულებში. აღმოაჩინა გ.ჰერცმა და შეისწავლა ა.გ.სტოლეტოვმა. ძირითადი ნიმუშები ვ. ახსნა ა.აინშტაინის კვანტური ცნებების საფუძველზე.

ფერი- სინათლის მიერ გამოწვეული ვიზუალური შეგრძნება მისი სპექტრული შემადგენლობისა და არეკლილი ან გამოსხივებული გამოსხივების ინტენსივობის შესაბამისად.

შემიაკოვი N.F.

ფიზიკა. ნაწილი 3. ტალღური და კვანტური ოპტიკა, ატომისა და ბირთვის აგებულება, სამყაროს ფიზიკური სურათი.

ტალღური და კვანტური ოპტიკის ფიზიკური საფუძვლები, ატომისა და ბირთვის სტრუქტურა და სამყაროს ფიზიკური სურათი ასახულია ტექნიკური უნივერსიტეტების ზოგადი ფიზიკის კურსის პროგრამის შესაბამისად.

განსაკუთრებული ყურადღება ეთმობა ფიზიკური მნიშვნელობის გამჟღავნებას, სტატისტიკური ფიზიკის ძირითადი პრინციპებისა და ცნებების შინაარსს, ასევე განხილული ფენომენების პრაქტიკულ გამოყენებას კლასიკური, რელატივისტური და კვანტური მექანიკის დასკვნების გათვალისწინებით.

განკუთვნილია მე-2 კურსის დისტანციური სწავლების სტუდენტებისთვის, შეიძლება გამოიყენონ სრულ განაკვეთზე სტუდენტები, კურსდამთავრებულები და ფიზიკის მასწავლებლები.

ციდან მოდიოდა კოსმოსური წვიმები, რომლებიც ატარებდნენ პოზიტრონების ნაკადებს კომეტების კუდებზე. მეზონები, ბომბებიც კი გამოჩნდა, იქ ყველანაირი რეზონანსი...

7. ტალღური ოპტიკა

1. სინათლის ბუნება

თანამედროვე იდეების მიხედვით სინათლე აქვს ნაწილაკოვან-ტალღური ბუნება.ერთის მხრივ, სინათლე იქცევა როგორც ნაწილაკების ნაკადი - ფოტონები, რომლებიც გამოიყოფა, მრავლდება და შეიწოვება კვანტების სახით. სინათლის კორპუსკულური ბუნება ვლინდება, მაგალითად, ფენომენებში

ფოტოელექტრული ეფექტი, კომპტონის ეფექტი.მეორეს მხრივ, სინათლეს აქვს ტალღის თვისებები. სინათლე არის ელექტრომაგნიტური ტალღები.სინათლის ტალღური ბუნება ვლინდება, მაგალითად, ფენომენებში ჩარევა, დიფრაქცია, პოლარიზაცია, დისპერსია და ა.შ.ელექტრომაგნიტური ტალღებია

განივი.

IN ელექტრომაგნიტური ტალღა რხევავს ვექტორებს

ელექტრული ველი E და მაგნიტური ველი H, და არა მატერია, როგორც, მაგალითად, წყალზე ტალღების შემთხვევაში ან დაჭიმულ კაბელში. ელექტრომაგნიტური ტალღები ვაკუუმში ვრცელდება 3108 მ/წმ სიჩქარით.ამგვარად, სინათლე არის რეალური ფიზიკური ობიექტი, რომელიც არ შეიძლება დაიწიოს არც ტალღად და არც ნაწილაკად ჩვეულებრივი გაგებით. ტალღები და ნაწილაკები მატერიის მხოლოდ ორი ფორმაა, რომლებიც ავლენენ ერთსა და იმავე ფიზიკურ არსს.

7.1. გეომეტრიული ოპტიკის ელემენტები

7.1.1. ჰიუგენსის პრინციპი

	როდესაც ტალღები ვრცელდება საშუალო, მათ შორის
	მათ შორის ელექტრომაგნიტური, ახლის მოსაძებნად
	ტალღის ფრონტი ნებისმიერ დროს
	გამოიყენეთ ჰაიგენსის პრინციპი.
	ტალღის ფრონტის თითოეული წერტილი არის
	მეორადი ტალღების წყარო.
	ერთგვაროვან იზოტროპულ გარემოში, ტალღა
	მეორადი ტალღების ზედაპირები სფეროებს ჰგავს
	რადიუსი v t,	სადაც v არის გავრცელების სიჩქარე

	ტალღები საშუალოზე.	ტალღის კონვერტის განხორციელება

მეორადი ტალღის ფრონტებიდან მოცემულ დროს ვიღებთ ახალ ტალღის ფრონტს (ნახ. 7.1, ა, ბ).

7.1.2. ასახვის კანონი

ჰაიგენსის პრინციპის გამოყენებით შესაძლებელია დაამტკიცოს ელექტრომაგნიტური ტალღების ასახვის კანონი ორ დიელექტრიკას შორის.

დაცემის კუთხე ტოლია არეკვლის კუთხის. სხივები, მოხვედრილი და არეკლილი, ორ დიელექტრიკს შორის ინტერფეისის პერპენდიკულარულთან ერთად, მდებარეობს

SD-მდე ეწოდება დაცემის კუთხეს. თუ დროის მოცემულ მომენტში ინციდენტის OB ტალღის წინა მხარე აღწევს O წერტილს, მაშინ ჰაიგენსის პრინციპის მიხედვით ეს წერტილი

იწყებს მეორადი ტალღის გამოყოფას. დროს		t = VO1 /v დაცემის სხივი 2
	აღწევს O1 წერტილს. ამავე დროს, წინა მეორადი
	ტალღები, O წერტილში ასახვის შემდეგ, ვრცელდება
	იგივე გარემო, აღწევს ნახევარსფეროს წერტილებს,
	რადიუსი OA = v	t = BO1 .ახალი ტალღის ფრონტი
	გამოსახულია თვითმფრინავით AO1 და მიმართულება
	განაწილება	OA სხივი. კუთხე ე.წ
	ასახვის კუთხე. სამკუთხედების ტოლობიდან
	OAO1 და OBO1 მისდევენ ასახვის კანონს: კუთხე
	ინციდენტი ტოლია არეკვლის კუთხის.

	7.1.3. გარდატეხის კანონი
	ოპტიკურად ერთგვაროვან გარემოს 1 ახასიათებს აბსოლუტური
რეფრაქციული ინდექსი
რეფრაქციული ინდექსი

	სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში; v1		სინათლის სიჩქარე პირველ გარემოში.




სადაც v2
	დამოკიდებულება	n2 / n1 = n21

ეწოდება მეორე გარემოს ფარდობითი რეფრაქციული ინდექსი პირველთან შედარებით.

სიხშირე თუ სინათლის გავრცელების სიჩქარე პირველ გარემოში არის v1, ხოლო მეორე გარემოში v2,

გარემო (ჰაიგენსის პრინციპის შესაბამისად), აღწევს ნახევარსფეროს წერტილებს, რომელთა რადიუსი OB = v2 ტ. მეორე გარემოში გავრცელებული ტალღის ახალი ფრონტი წარმოდგენილია BO1 სიბრტყით (ნახ. 7.3) და მისი მიმართულებით.

გავრცელება OB და O1 C სხივებით (ტალღის ფრონტის პერპენდიკულარული). კუთხე OB სხივსა და ნორმას შორის ორ დიელექტრიკს შორის

წერტილი O გარდატეხის კუთხეს უწოდებენ.სამკუთხედებიდან OAO1

OVO1

აქედან გამომდინარეობს, რომ AO1 = OO1 sin

OB = OO1 ცოდვა.

მათი დამოკიდებულება კანონს გამოხატავს

რეფრაქცია (სნელის კანონი):

N21.

დაცემის კუთხის სინუს შეფარდება კუთხის სინუსთან

რეფრაქცია

ნათესავი

ორი მედიის რეფრაქციული ინდექსი.

7.1.4. სულ შიდა ასახვა

გარდატეხის კანონის მიხედვით ორ მედიას შორის ინტერფეისზე, ეს შესაძლებელია

დააკვირდი მთლიანი შიდა ასახვა, თუ n1 > n2, ე.ი.

7.4). მაშასადამე, არსებობს დაცემის ასეთი შემზღუდავი კუთხე

pr როდის

900. შემდეგ გარდატეხის კანონი

იღებს შემდეგ ფორმას:

sin pr =

(ცოდვა 900 =1)

შემდგომთან ერთად

იზრდება

სრულად

აისახება ორ მედიას შორის ინტერფეისიდან.

ამ ფენომენს ე.წ მთლიანი შიდა ასახვადა ფართოდ გამოიყენება ოპტიკაში, მაგალითად, სინათლის სხივების მიმართულების შესაცვლელად (სურ. 7.5, ა, ბ). იგი გამოიყენება ტელესკოპებში, ბინოკლებში, ოპტიკურ ბოჭკოვან და სხვა ოპტიკურ ინსტრუმენტებში. კლასიკურ ტალღურ პროცესებში, როგორიცაა ელექტრომაგნიტური ტალღების მთლიანი შიდა ასახვის ფენომენი,

შეიმჩნევა კვანტურ მექანიკაში გვირაბის ეფექტის მსგავსი ფენომენი, რაც დაკავშირებულია ნაწილაკების ნაწილაკ-ტალღურ თვისებებთან. მართლაც, როდესაც სინათლე გადადის ერთი გარემოდან მეორეზე, შეინიშნება სინათლის გარდატეხა, რაც დაკავშირებულია მისი გავრცელების სიჩქარის ცვლილებასთან სხვადასხვა მედიაში. ორ მედიას შორის ინტერფეისზე სინათლის სხივი იყოფა ორად: რეფრაქციული და არეკლილი. გარდატეხის კანონის მიხედვით, გვაქვს, რომ თუ n1 > n2, მაშინ > pr-ზე შეიმჩნევა მთლიანი შიდა ასახვა.

Რატომ ხდება ეს? მაქსველის განტოლებების ამოხსნა აჩვენებს, რომ სინათლის ინტენსივობა მეორე გარემოში განსხვავდება ნულიდან, მაგრამ იშლება ძალიან სწრაფად, ექსპონენციალურად, დაშორებით

ინტერფეისის საზღვრები.
	ექსპერიმენტული
დაკვირვება		შიდა
ანარეკლი ნაჩვენებია ნახ. 7.6,
აჩვენებს		შეღწევა
შუქი "აკრძალულ" ზონაში
გეომეტრიული ოპტიკა.
		მართკუთხა

ტოლფერდა მინის პრიზმა, სინათლის სხივი ეცემა პერპენდიკულარულად და, გარდატეხის გარეშე, ეცემა სახე 2-ზე, შეიმჩნევა მთლიანი შიდა არეკვლა,

/2 სახე 2-დან მოათავსეთ იგივე პრიზმა, შემდეგ სინათლის სხივი გაივლის 2* სახეს და გამოვა პრიზმიდან 1* სახის სხივის პარალელურად სახე 1-ზე. გადაცემული სინათლის ნაკადის J ინტენსივობა ექსპონენციალურად მცირდება ზრდასთან ერთად. უფსკრული h პრიზმებს შორის კანონის მიხედვით:

ამრიგად, სინათლის შეღწევა "აკრძალულ" რეგიონში არის კვანტური გვირაბის ეფექტის ოპტიკური ანალოგი.

მთლიანი შიდა ასახვის ფენომენი მართლაც სრულია, რადგან ამ შემთხვევაში ინციდენტის სინათლის მთელი ენერგია აისახება ორ მედიას შორის ინტერფეისზე, ვიდრე აისახება, მაგალითად, ლითონის სარკეების ზედაპირიდან. ამ ფენომენის გამოყენებით, ჩვენ შეგვიძლია მივაკვლიოთ სხვას

ანალოგია სინათლის გარდატეხასა და ასახვას შორის, ერთის მხრივ, და ვავილოვ-ჩერენკოვის გამოსხივებას შორის, მეორე მხრივ.

7.2. ტალღის ჩარევა

7.2.1. E და H ვექტორების როლი

პრაქტიკაში, რამდენიმე ტალღა შეიძლება გავრცელდეს ერთდროულად რეალურ მედიაში. ტალღების დამატების შედეგად შეიმჩნევა არაერთი საინტერესო ფენომენი: ტალღების ჩარევა, დიფრაქცია, ასახვა და რეფრაქციადა ა.შ.

ეს ტალღური ფენომენი დამახასიათებელია არა მხოლოდ მექანიკური ტალღებისთვის, არამედ ელექტრო, მაგნიტური, მსუბუქი და ა.შ. ყველა ელემენტარული ნაწილაკი ასევე ავლენს ტალღურ თვისებებს, რაც დადასტურებულია კვანტური მექანიკით.

ერთ-ერთ ყველაზე საინტერესო ტალღურ ფენომენს, რომელიც შეინიშნება, როდესაც ორი ან მეტი ტალღა გავრცელდება გარემოში, ეწოდება ინტერფერენცია. ოპტიკურად ერთგვაროვანი გარემო 1 ხასიათდება

აბსოლუტური რეფრაქციული ინდექსი
აბსოლუტური რეფრაქციული ინდექსი

	სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში; v1 სინათლის სიჩქარე პირველ გარემოში.
საშუალო 2 ხასიათდება აბსოლუტური რეფრაქციული ინდექსით



სადაც v2	სინათლის სიჩქარე მეორე გარემოში.
დამოკიდებულება
დამოკიდებულება

მეორე გარემოს ფარდობითი რეფრაქციული ინდექსი ეწოდება


	მაქსველის თეორიის გამოყენებით ან


	სადაც 1, 2 არის პირველი და მეორე მედიის დიელექტრიკული მუდმივები.
	ვაკუუმისთვის n = 1. დისპერსიის გამო (შუქის სიხშირე				1014 ჰც), მაგალითად,

წყლისთვის n = 1.33, და არა n = 9 (= 81), როგორც ეს ელექტროდინამიკადან ჩანს დაბალი სიხშირეებისთვის. სინათლე არის ელექტრომაგნიტური ტალღები. ამიტომ ელექტრომაგნიტური

ველი განისაზღვრება E და H ვექტორებით, რომლებიც ახასიათებენ შესაბამისად ელექტრული და მაგნიტური ველების სიძლიერეს. თუმცა, მატერიასთან სინათლის ურთიერთქმედების ბევრ პროცესში, მაგალითად, როგორიცაა სინათლის ეფექტი მხედველობის ორგანოებზე, ფოტოცელებსა და სხვა მოწყობილობებზე,

გადამწყვეტი როლი ეკუთვნის ვექტორს E, რომელსაც ოპტიკაში სინათლის ვექტორს უწოდებენ.

ყველა პროცესი, რომელიც ხდება მოწყობილობებში სინათლის გავლენის ქვეშ, გამოწვეულია სინათლის ტალღის ელექტრომაგნიტური ველის მოქმედებით დამუხტულ ნაწილაკებზე, რომლებიც ქმნიან ატომებსა და მოლეკულებს. ამ პროცესებში მთავარი როლი

ელექტრონები თამაშობენ მაღალი სიხშირის გამო

რყევები

მსუბუქი

15 ჰც).

მიმდინარე

თითო ელექტრონიდან

ელექტრომაგნიტური ველი,

Fqe (E

0 },

სადაც ქ ე

ელექტრონის მუხტი; ვ

მისი სიჩქარე;

მაგნიტური გამტარიანობა

გარემო;

მაგნიტური მუდმივი.

წამის ვექტორული ნამრავლის მოდულის მაქსიმალური მნიშვნელობა

ვადა ვ

H, იმის გათვალისწინებით

0 H2 =

0 E2,

თურმე

0 N ve =

ve E

სინათლის სიჩქარე შიგნით

მატერია და ვაკუუმში, შესაბამისად;

0 ელექტრო

მუდმივი;

ნივთიერების დიელექტრიკული მუდმივი.

უფრო მეტიც, v >>ve, ვინაიდან სინათლის სიჩქარე მატერიაში არის v

108 მ/წმ, სიჩქარე

ელექტრონი ატომში ვ

106 მ/წმ. ცნობილია, რომ

ციკლური სიხშირე; რა

10 10

როლს თამაშობს ატომური ზომა

ატომში ელექტრონის იძულებითი ვიბრაციის ამპლიტუდები.

აქედან გამომდინარე,

F ~ qe E, ხოლო მთავარ როლს ვექტორი ასრულებს

E ვიდრე

ვექტორი H. მიღებული შედეგები კარგად ემთხვევა ექსპერიმენტულ მონაცემებს. მაგალითად, ვინერის ექსპერიმენტებში, ფოტოგრაფიული ემულსიის გაშავების არე

სინათლის მოქმედებით ემთხვევა ელექტრული ვექტორის ანტინოდებს E.

7.3. მაქსიმალური და მინიმალური ჩარევის პირობები

თანმიმდევრული სინათლის ტალღების სუპერპოზიციის ფენომენს, რის შედეგადაც შეინიშნება სინათლის გაძლიერების მონაცვლეობა სივრცის ზოგიერთ წერტილში და შესუსტება ზოგიერთ წერტილში, ეწოდება სინათლის ჩარევა.

აუცილებელი პირობა სინათლის ჩარევაათანმიმდევრულობა

დაკეცილი სინუსური ტალღები.

ტალღებს უწოდებენ თანმიმდევრულს, თუ დამატებული ტალღების ფაზური სხვაობა არ იცვლება დროთა განმავლობაში, ანუ = კონსტ.

ამ პირობას აკმაყოფილებენ მონოქრომატული ტალღები, ე.ი. ტალღები

E, დაკეცილი ელექტრომაგნიტური ველები წარმოიშვა იმავე ან მსგავსი მიმართულებით. ამ შემთხვევაში, დამთხვევა უნდა იყოს

მხოლოდ E ვექტორები, არამედ H, რომლებიც შეინიშნება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ტალღები გავრცელდება იმავე სწორი ხაზის გასწვრივ, ე.ი. თანაბრად პოლარიზებულები არიან.

მოდით ვიპოვოთ მაქსიმალური და მინიმალური ჩარევის პირობები.

ამისათვის განვიხილოთ ორი მონოქრომატული, თანმიმდევრული სინათლის ტალღის დამატება ერთი და იგივე სიხშირის (1 = 2 =), რომელთაც აქვთ თანაბარი ამპლიტუდები (E01 = E02 = E0), რომლებიც ირხევა ვაკუუმში ერთი მიმართულებით სინუსის კანონის მიხედვით ( ან კოსინუსი), ე.ი.

		E01 sin(		01),
		E02 sin(		02),
სადაც r1, r2	დისტანციები S1 და S2 წყაროებიდან		ეკრანზე დაკვირვების წერტილამდე;
01, 02	საწყისი ფაზები; k =	ტალღის ნომერი.
01, 02	საწყისი ფაზები; k =	ტალღის ნომერი.

სუპერპოზიციის პრინციპის მიხედვით (დადგენილია ლეონარდო და ვინჩი) მიღებული რხევის ინტენსივობის ვექტორი უდრის დამატებული ტალღების ინტენსივობის ვექტორების გეომეტრიულ ჯამს, ე.ი.

E2.

სიმარტივისთვის, ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ დაკეცილი ტალღების საწყისი ფაზები

ტოლია ნულის, ანუ 01 =

02 = 0. აბსოლუტურ მნიშვნელობაში გვაქვს

E = E1 + E2 =2E0 sin[

k(r1

k(r2

(7.16) გამოხატულებაში

r1) n =

ოპტიკური ბილიკის განსხვავება

დასაკეცი ტალღები; ნ

გარემოს აბსოლუტური რეფრაქციული ინდექსი.

ვაკუუმის გარდა სხვა მედიისთვის, მაგალითად, წყლისთვის (n1, 1),

მინა (n2, 2) და ა.შ. k = k1 n1;

k = k2 n2;

1 n1;

2n2;

ეწოდება მიღებული ტალღის ამპლიტუდა.

ტალღის სიმძლავრის ამპლიტუდა განისაზღვრება (ერთეული ტალღის წინა ზედაპირისთვის) მაჩვენებლის ვექტორი, ანუ მოდულო

0 E 0 2 cos2 [

k(r2

სადაც П = с w,

0E 2

მოცულობითი

სიმჭიდროვე

ელექტრომაგნიტური ველი (ვაკუუმისთვის

1), ანუ P = c

0 E2.

თუ J= P

შედეგად მიღებული ტალღის ინტენსივობა და

J0 = s

0 E 0 2

მისი მაქსიმალური ინტენსივობა, შემდეგ მხედველობაში

(7.17) და (7.18) ინტენსივობით

შედეგად მიღებული ტალღა კანონის მიხედვით შეიცვლება

J = 2J0 (1+ cos).

დაკეცილი ტალღების ფაზური განსხვავება

და არ არის დამოკიდებული დროზე, სად

2 = t kr2 +

1 = t kr1 +

ჩვენ ვპოულობთ მიღებული ტალღის ამპლიტუდას ფორმულის გამოყენებით

K(r2

r1 )n =

არსებობს ორი შესაძლო შემთხვევა:

1. მაქსიმალური მდგომარეობა.

თუ დამატებული ტალღების ფაზური სხვაობა ლუწი რიცხვია


	1, 2, ..., მაშინ მიღებული ამპლიტუდა იქნება მაქსიმალური,

	E 02 E 012 E 022 2E 01E 02
	E0 = E01 + E02.
შესაბამისად, ტალღების ამპლიტუდები ემატება,		და თუ ისინი თანაბარია
(E01 = E02)	შედეგად ამპლიტუდა გაორმაგებულია.
შედეგად მიღებული ინტენსივობა ასევე მაქსიმალურია:
	Jmax = 4J0.

ამანგელდინოვი მუსტაფა რახატოვიჩი
Სტუდენტი
ნაზარბაევის ინტელექტუალური სკოლა მუსტაფასტუ123@ gmail. com

ოპტიკა. ოპტიკის ისტორია ოპტიკის გამოყენება.

ოპტიკის განვითარების ისტორია.

ოპტიკა სწავლობს სინათლის ბუნებას, სინათლის ფენომენებს და სინათლის ურთიერთქმედებას მატერიასთან. და თითქმის მთელი მისი ისტორია პასუხის ძიების ამბავია: რა არის სინათლე?

სინათლის ერთ-ერთი პირველი თეორია, ვიზუალური სხივების თეორია, წამოაყენა ბერძენმა ფილოსოფოსმა პლატონმა ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 400 წელს. ე. ეს თეორია ვარაუდობდა, რომ სხივები გამოდის თვალიდან, რომლებიც ობიექტებთან შეხვედრისას ანათებენ მათ და ქმნიან გარემომცველი სამყაროს იერს. პლატონის მოსაზრებებს მხარს უჭერდა მრავალი უძველესი მეცნიერი და, კერძოდ, ევკლიდემ (ძვ. წ. III ს.), ვიზუალური სხივების თეორიაზე დაყრდნობით, დააფუძნა დოქტრინა სინათლის გავრცელების სისწორის შესახებ და დაადგინა ასახვის კანონი.

იმავე წლებში აღმოაჩინეს შემდეგი ფაქტები:

– სინათლის გავრცელების სისწორე;

– სინათლის არეკვლის ფენომენი და ასახვის კანონი;

– სინათლის რეფრაქციის ფენომენი;

– ჩაზნექილი სარკის ფოკუსირების ეფექტი.

ძველმა ბერძნებმა საფუძველი ჩაუყარეს ოპტიკის დარგს, რომელიც მოგვიანებით გეომეტრიული გახდა.

ყველაზე საინტერესო ნაშრომი ოპტიკაზე, რომელიც ჩვენამდე შუა საუკუნეებიდან მოვიდა, არის არაბი მეცნიერის ალჰაზენის ნაშრომი. მან შეისწავლა სარკეებიდან სინათლის არეკვლა, რეფრაქციის ფენომენი და სინათლის გადაცემა ლინზებში. ალგაზენმა პირველმა გამოთქვა აზრი, რომ სინათლეს აქვს გავრცელების სასრული სიჩქარე. ეს ჰიპოთეზა იყო მთავარი ნაბიჯი სინათლის ბუნების გაგებაში.

რენესანსის დროს გაკეთდა მრავალი განსხვავებული აღმოჩენა და გამოგონება; დაიწყო ექსპერიმენტული მეთოდის ჩამოყალიბება, როგორც გარემომცველი სამყაროს შესწავლისა და გაგების საფუძველი.

მრავალრიცხოვან ექსპერიმენტულ ფაქტებზე დაყრდნობით, მე-17 საუკუნის შუა წლებში წარმოიშვა ორი ჰიპოთეზა სინათლის ფენომენის ბუნების შესახებ:

– კორპუსკულური, რომელიც ვარაუდობს, რომ სინათლე არის ნაწილაკების ნაკადი, რომელიც გამოიდევნება მანათობელი სხეულების მიერ დიდი სიჩქარით;

– ტალღა, რომელიც ამტკიცებდა, რომ სინათლე არის სპეციალური მანათობელი საშუალების - ეთერის გრძივი რხევითი მოძრაობები, რომლებიც აღგზნებულია მანათობელი სხეულის ნაწილაკების ვიბრაციით.

სინათლის დოქტრინის მთელი შემდგომი განვითარება დღემდე არის ამ ჰიპოთეზების განვითარებისა და ბრძოლის ისტორია, რომელთა ავტორები იყვნენ ი. ნიუტონი და ჰ. ჰაიგენსი.

ნიუტონის კორპუსკულური თეორიის ძირითადი დებულებები:

1) სინათლე შედგება მატერიის მცირე ნაწილაკებისგან, რომლებიც გამოსხივებულია ყველა მიმართულებით სწორი ხაზებით, ან სხივებით, მანათობელი სხეულისგან, როგორიცაა ანთებული სანთელი. თუ ეს სხივები, რომლებიც შედგება კორპუსებისგან, მოხვდება ჩვენს თვალში, მაშინ ჩვენ ვხედავთ მათ წყაროს.

2) სინათლის კორპუსებს განსხვავებული ზომები აქვთ. ყველაზე დიდი ნაწილაკები თვალში მოხვედრისას იძლევა წითელი ფერის შეგრძნებას, ყველაზე პატარა - იისფერი.

3) თეთრი ფერი არის ყველა ფერის ნაზავი: წითელი, ნარინჯისფერი, ყვითელი, მწვანე, ლურჯი, ინდიგო, იისფერი.

4) ზედაპირიდან სინათლის ანარეკლი ხდება კედლიდან სხეულების არეკვლის გამო აბსოლუტური ელასტიური ზემოქმედების კანონის მიხედვით.

5) სინათლის გარდატეხის ფენომენი აიხსნება იმით, რომ სხეულები იზიდავს საშუალო ნაწილაკებს. რაც უფრო მკვრივია გარემო, მით უფრო მცირეა გარდატეხის კუთხე დაცემის კუთხე.

6) სინათლის დისპერსიის ფენომენი, რომელიც ნიუტონმა აღმოაჩინა 1666 წელს, მან ასე ახსნა. ყველა ფერი უკვე წარმოდგენილია თეთრ შუქზე. ყველა ფერი გადაიცემა პლანეტათაშორის სივრცეში და ატმოსფეროში ერთად და წარმოქმნის თეთრი სინათლის ეფექტს. თეთრი სინათლე - სხვადასხვა კორპუსკულების ნაზავი - განიცდის რეფრაქციას პრიზმაში გავლის შემდეგ. მექანიკური თეორიის თვალსაზრისით, გარდატეხა განპირობებულია შუშის ნაწილაკების ძალებით, რომლებიც მოქმედებენ სინათლის კორპუსებზე. ეს ძალები განსხვავებულია სხვადასხვა კორპუსებისთვის. ისინი ყველაზე დიდია იისფერისთვის და ყველაზე პატარა წითელისთვის. კორპუსკულების გზა პრიზმაში განსხვავებულად ირღვევა თითოეული ფერისთვის, ამიტომ თეთრი რთული სხივი გაიყოფა ფერად კომპონენტურ სხივებად.

7) ნიუტონმა გამოკვეთა ორმაგი რეფრაქციის ახსნის გზები, ჰიპოთეზა, რომ სინათლის სხივებს აქვთ „სხვადასხვა მხარეები“ - სპეციალური თვისება, რომელიც განსაზღვრავს მათ განსხვავებულ გარდატეხას ორმაგ სხეულში გავლისას.

ნიუტონის კორპუსკულურმა თეორიამ დამაკმაყოფილებლად ახსნა იმ დროისთვის ცნობილი მრავალი ოპტიკური ფენომენი. მისი ავტორი სარგებლობდა უზარმაზარი პრესტიჟით სამეცნიერო სამყაროში და ნიუტონის თეორიამ მალევე მოიპოვა მრავალი მომხრე ყველა ქვეყანაში.

შეხედულებები სინათლის ბუნებაზე მე-19-20 საუკუნეებში.

1801 წელს ტ.იუნგმა ჩაატარა ექსპერიმენტი, რომელმაც გააოცა მეცნიერები მთელს მსოფლიოში: S - სინათლის წყარო; E – ეკრანი; B და C არის ძალიან ვიწრო ჭრილები, ერთმანეთისგან 1-2 მმ დაშორებით.

ნიუტონის თეორიის თანახმად, ეკრანზე ორი მსუბუქი ზოლი უნდა გამოჩნდეს, ფაქტობრივად, რამდენიმე ღია და მუქი ზოლები გაჩნდა, ხოლო B და C ჭრილებს შორის არსებული უფსკრულის საპირისპიროდ გამოჩნდა ღია ხაზი P. გამოცდილებამ აჩვენა, რომ სინათლე არის ტალღური ფენომენი. იუნგმა შეიმუშავა ჰაიგენსის თეორია ნაწილაკების ვიბრაციებისა და ვიბრაციების სიხშირის შესახებ იდეებით. მან ჩამოაყალიბა ჩარევის პრინციპი, რის საფუძველზეც ახსნა თხელი ფირფიტების დიფრაქციის, ჩარევისა და ფერის ფენომენი.

ფრანგმა ფიზიკოსმა ფრენელმა გააერთიანა ჰაიგენსის ტალღური მოძრაობის პრინციპი და იანგის ჩარევის პრინციპი. ამის საფუძველზე მან შეიმუშავა დიფრაქციის მკაცრი მათემატიკური თეორია. ფრენელმა შეძლო აეხსნა იმ დროისთვის ცნობილი ყველა ოპტიკური ფენომენი.

ფრენელის ტალღის თეორიის ძირითადი პრინციპები.

– სინათლე არის ვიბრაციების გავრცელება ეთერში სიჩქარით, სადაც არის ეთერის ელასტიურობის მოდული, r არის ეთერის სიმკვრივე;

– სინათლის ტალღები განივია;

– სინათლის ეთერს აქვს დრეკად-მყარი სხეულის თვისებები და აბსოლუტურად შეკუმშვადია.

ერთი საშუალოდან მეორეზე გადასვლისას ეთერის ელასტიურობა არ იცვლება, მაგრამ იცვლება მისი სიმკვრივე. ნივთიერების ფარდობითი რეფრაქციული ინდექსი.

განივი ვიბრაცია შეიძლება მოხდეს ერთდროულად ყველა მიმართულებით ტალღის გავრცელების მიმართულების პერპენდიკულარული მიმართულებით.

ფრენელის ნაშრომმა მეცნიერთა აღიარება მოიპოვა. მალე გამოჩნდა მრავალი ექსპერიმენტული და თეორიული ნაშრომი, რომელიც ადასტურებდა სინათლის ტალღურ ბუნებას.

XIX საუკუნის შუა ხანებში დაიწყო ფაქტების აღმოჩენა, რომლებიც მიუთითებდნენ კავშირზე ოპტიკურ და ელექტრულ მოვლენებს შორის. 1846 წელს მ.ფარადეიმ დააკვირდა სინათლის პოლარიზაციის სიბრტყეების ბრუნვას მაგნიტურ ველში მოთავსებულ სხეულებში. ფარადეიმ წარმოადგინა ელექტრული და მაგნიტური ველების კონცეფცია, როგორც ეთერში თავისებური ზედმეტობა. გამოჩნდა ახალი "ელექტრომაგნიტური ეთერი". ინგლისელმა ფიზიკოსმა მაქსველმა პირველმა გაამახვილა ყურადღება ამ შეხედულებებზე. მან განავითარა ეს იდეები და შექმნა ელექტრომაგნიტური ველის თეორია.

სინათლის ელექტრომაგნიტურმა თეორიამ არ გადაკვეთა ჰაიგენს-იანგ-ფრესნელის მექანიკური თეორია, მაგრამ ის ახალ დონეზე დააყენა. 1900 წელს გერმანელმა ფიზიკოსმა პლანკმა წამოაყენა ჰიპოთეზა გამოსხივების კვანტური ბუნების შესახებ. მისი არსი შემდეგი იყო:

– სინათლის ემისია ბუნებით დისკრეტულია;

– შეწოვა ასევე ხდება დისკრეტულ ნაწილებში, კვანტებში.

თითოეული კვანტის ენერგია წარმოდგენილია ფორმულითE=hn , სადთ არის პლანკის მუდმივი, ხოლო n არის სინათლის სიხშირე.

პლანკიდან ხუთი წლის შემდეგ გამოქვეყნდა გერმანელი ფიზიკოსის აინშტაინის ნაშრომი ფოტოელექტრული ეფექტის შესახებ. აინშტაინს სჯეროდა:

– სინათლეს, რომელსაც ჯერ არ ჰქონია ურთიერთქმედება მატერიასთან, აქვს მარცვლოვანი სტრუქტურა;

– დისკრეტული სინათლის გამოსხივების სტრუქტურული ელემენტია ფოტონი.

1913 წელს დანიელმა ფიზიკოსმა ნ. ბორმა გამოაქვეყნა ატომის თეორია, რომელშიც მან გააერთიანა პლანკ-აინშტაინის კვანტების თეორია ატომის ბირთვული სტრუქტურის სურათთან.

ამრიგად, გამოჩნდა სინათლის ახალი კვანტური თეორია, რომელიც დაიბადა ნიუტონის კორპუსკულური თეორიის საფუძველზე. კვანტი მოქმედებს როგორც კორპუსკული.

ძირითადი დებულებები.

– სინათლე გამოიყოფა, ვრცელდება და შეიწოვება დისკრეტულ ნაწილებად - კვანტებად.

– სინათლის კვანტური - ფოტონი ატარებს ენერგიას პროპორციულად იმ ტალღის სიხშირისა, რომლითაც იგი აღწერილია ელექტრომაგნიტური თეორიით.E=hn .

– ფოტონს აქვს მასა (), იმპულსი და კუთხური იმპულსი ().

– ფოტონი, როგორც ნაწილაკი, არსებობს მხოლოდ მოძრაობაში, რომლის სიჩქარე არის მოცემულ გარემოში სინათლის გავრცელების სიჩქარე.

– ყველა ურთიერთქმედებისთვის, რომელშიც ფოტონი მონაწილეობს, მოქმედებს ენერგიისა და იმპულსის შენარჩუნების ზოგადი კანონები.

– ატომში ელექტრონი შეიძლება იყოს მხოლოდ ზოგიერთ დისკრეტულ სტაბილურ სტაციონარულ მდგომარეობაში. სტაციონარულ მდგომარეობაში ყოფნისას ატომი არ ასხივებს ენერგიას.

– ერთი სტაციონარული მდგომარეობიდან მეორეზე გადასვლისას ატომი ასხივებს (შთანთქავს) ფოტონს სიხშირით (სადაცე 1 დაე 2 – საწყისი და საბოლოო მდგომარეობების ენერგიები).

კვანტური თეორიის გაჩენით ცხადი გახდა, რომ კორპუსკულური და ტალღური თვისებები მხოლოდ ორი მხარეა, სინათლის არსის ორი ურთიერთდაკავშირებული გამოვლინება. ისინი არ ასახავს მატერიის დისკრეტულობისა და უწყვეტობის დიალექტიკურ ერთიანობას, რაც გამოიხატება ტალღის და კორპუსკულური თვისებების ერთდროულ გამოვლინებაში. იგივე რადიაციული პროცესი შეიძლება აღწერილი იყოს როგორც სივრცეში და დროში გავრცელებული ტალღების მათემატიკური აპარატის გამოყენებით, ასევე მოცემულ ადგილას და მოცემულ დროს ნაწილაკების გარეგნობის პროგნოზირებისთვის სტატისტიკური მეთოდების გამოყენებით. ორივე მოდელის გამოყენება შესაძლებელია ერთდროულად და პირობებიდან გამომდინარე, უპირატესობა ენიჭება ერთ-ერთ მათგანს.

ბოლო წლების მიღწევები ოპტიკის სფეროში შესაძლებელი გახდა როგორც კვანტური ფიზიკის, ისე ტალღური ოპტიკის განვითარების წყალობით. დღესდღეობით სინათლის თეორია აგრძელებს განვითარებას.

სინათლისა და გეომეტრიული ოპტიკის ტალღური თვისებები.

ოპტიკა არის ფიზიკის დარგი, რომელიც სწავლობს სინათლის თვისებებსა და ფიზიკურ ბუნებას, აგრეთვე მის ურთიერთქმედებას მატერიასთან.

უმარტივესი ოპტიკური ფენომენები, როგორიცაა ჩრდილების გამოჩენა და გამოსახულების წარმოება ოპტიკურ ინსტრუმენტებში, შეიძლება გავიგოთ გეომეტრიული ოპტიკის ფარგლებში, რომელიც მოქმედებს ცალკეული სინათლის სხივების კონცეფციით, რომლებიც ემორჩილებიან გარდატეხისა და ასახვის ცნობილ კანონებს. ერთმანეთისგან დამოუკიდებელი. უფრო რთული ფენომენების გასაგებად საჭიროა ფიზიკური ოპტიკა, რომელიც განიხილავს ამ ფენომენებს სინათლის ფიზიკურ ბუნებასთან კავშირში. ფიზიკური ოპტიკა შესაძლებელს ხდის გეომეტრიული ოპტიკის ყველა კანონის გამოყვანას და მათი გამოყენების საზღვრების დადგენას. ამ საზღვრების ცოდნის გარეშე, გეომეტრიული ოპტიკის კანონების ოფიციალურმა გამოყენებამ შეიძლება კონკრეტულ შემთხვევებში გამოიწვიოს შედეგები, რომლებიც ეწინააღმდეგება დაკვირვებულ მოვლენებს. მაშასადამე, ადამიანი არ შეიძლება შემოიფარგლოს გეომეტრიული ოპტიკის ფორმალური კონსტრუქციით, არამედ უნდა შეხედოს მას, როგორც ფიზიკური ოპტიკის განშტოებას.

სინათლის სხივის კონცეფცია შეიძლება მივიღოთ რეალური სინათლის სხივის ერთგვაროვან გარემოში განხილვით, საიდანაც ვიწრო პარალელური სხივი იზოლირებულია დიაფრაგმის გამოყენებით. რაც უფრო მცირეა ამ ხვრელების დიამეტრი, მით უფრო ვიწროა იზოლირებული სხივი, ხოლო ზღვარზე, სასურველის მცირე ხვრელებზე გადასვლა, როგორც ჩანს, სინათლის სხივი შეიძლება მივიღოთ როგორც სწორი ხაზი. მაგრამ თვითნებურად ვიწრო სხივის (სხივის) იზოლირების ასეთი პროცესი შეუძლებელია დიფრაქციის ფენომენის გამო. რეალური სინათლის სხივის გარდაუვალი კუთხური გაფართოება, რომელიც გადის D დიამეტრის დიაფრაგმაში, განისაზღვრება დიფრაქციის კუთხით j.~ ლ/დ . მხოლოდ შეზღუდულ შემთხვევაში, როდესაც l = 0, ასეთი გაფართოება არ მოხდებოდა და შეიძლება სხივზე საუბარი გეომეტრიულ ხაზზე, რომლის მიმართულებაც განაპირობებს სინათლის ენერგიის გავრცელების მიმართულებას.

ამრიგად, სინათლის სხივი არის აბსტრაქტული მათემატიკური კონცეფცია, ხოლო გეომეტრიული ოპტიკა არის სავარაუდო შემზღუდველი შემთხვევა, რომელშიც ტალღის ოპტიკა მიდის მაშინ, როდესაც სინათლის ტალღის სიგრძე ნულისკენ მიისწრაფვის.

თვალი, როგორც ოპტიკური სისტემა.

ადამიანის მხედველობის ორგანოა თვალები, რომლებიც მრავალი თვალსაზრისით წარმოადგენს ძალიან მოწინავე ოპტიკურ სისტემას.

ზოგადად, ადამიანის თვალი არის სფერული სხეული, რომლის დიამეტრი დაახლოებით 2,5 სმ-ია, რომელსაც თვალის კაკალი ეწოდება (სურ. 5). თვალის გაუმჭვირვალე და გამძლე გარე ფენას ეწოდება სკლერა, ხოლო მის გამჭვირვალე და უფრო ამოზნექილ წინა ნაწილს - რქოვანა. შიგნიდან სკლერა დაფარულია ქოროიდით, რომელიც შედგება სისხლძარღვებისგან, რომლებიც ამარაგებენ თვალს. რქოვანას საპირისპიროდ, ქოროიდი გადადის ირისში, სხვადასხვა ადამიანში განსხვავებული ფერისაა, რომელიც გამოყოფილია რქოვანას გამჭვირვალე წყლიანი მასის შემცველი კამერით.

ირისს აქვს მრგვალი ხვრელი, რომელსაც ეწოდება მოსწავლე, რომლის დიამეტრი შეიძლება განსხვავდებოდეს. ამრიგად, ირისი ასრულებს დიაფრაგმის როლს, არეგულირებს სინათლის წვდომას თვალში. კაშკაშა შუქზე გუგა პატარა ხდება, დაბალ განათებაში კი ფართოვდება. თვალის კაკლის შიგნით, ირისის უკან არის ობიექტივი, რომელიც არის ორმხრივამოზნექილი ლინზა, რომელიც დამზადებულია გამჭვირვალე ნივთიერებისგან, რეფრაქციული ინდექსით დაახლოებით 1,4. ობიექტივი გარშემორტყმულია რგოლის კუნთით, რომელსაც შეუძლია შეცვალოს მისი ზედაპირის გამრუდება და, შესაბამისად, მისი ოპტიკური ძალა.

თვალის შიგნითა ქოროიდი დაფარულია ფოტომგრძნობიარე ნერვის ტოტებით, განსაკუთრებით მკვრივი გუგის წინ. ეს ტოტები ქმნიან ბადურას, რომელზედაც მიიღება თვალის ოპტიკური სისტემის მიერ შექმნილი ობიექტების რეალური გამოსახულება. ბადურასა და ლინზას შორის სივრცე ივსება გამჭვირვალე მინისებრი სხეულით, რომელსაც აქვს ჟელატინისებრი სტრუქტურა. ბადურაზე ობიექტების გამოსახულება შებრუნებულია. თუმცა, ტვინის აქტივობა, რომელიც იღებს სიგნალებს ფოტომგრძნობიარე ნერვიდან, საშუალებას გვაძლევს დავინახოთ ყველა ობიექტი ბუნებრივ მდგომარეობაში.

როდესაც თვალის რგოლის კუნთი მოდუნებულია, შორეული ობიექტების გამოსახულება მიიღება ბადურაზე. ზოგადად, თვალის სტრუქტურა ისეთია, რომ ადამიანს შეუძლია დაძაბულობის გარეშე დაინახოს თვალიდან არაუმეტეს 6 მეტრის დაშორებით მდებარე ობიექტები. ამ შემთხვევაში, უფრო მჭიდრო ობიექტების გამოსახულება მიიღება ბადურის უკან. ასეთი ობიექტის მკაფიო გამოსახულების მისაღებად, რგოლოვანი კუნთი უფრო და უფრო იკუმშება ობიექტივს, სანამ ობიექტის გამოსახულება არ გამოჩნდება ბადურაზე, შემდეგ კი ლინზას შეკუმშულ მდგომარეობაში ატარებს.

ამრიგად, ადამიანის თვალის „ფოკუსირება“ ხორციელდება ლინზების ოპტიკური სიმძლავრის შეცვლით რგოლოვანი კუნთის დახმარებით.თვალის ოპტიკური სისტემის უნარი შექმნას მისგან სხვადასხვა მანძილზე მდებარე ობიექტების მკაფიო გამოსახულებები. სახელწოდებით განსახლება (ლათინური "განსახლებიდან" - ადაპტაცია). ძალიან შორეული ობიექტების დათვალიერებისას თვალში პარალელური სხივები შედის. ამ შემთხვევაში, ამბობენ, რომ თვალი უსასრულობამდეა მოთავსებული.

თვალის აკომოდაცია არ არის უსასრულო. რგოლოვანი კუნთის დახმარებით თვალის ოპტიკური ძალა შეიძლება გაიზარდოს არაუმეტეს 12 დიოპტრიით. ახლო ობიექტების დიდხანს დათვალიერებისას თვალი იღლება, რგოლოვანი კუნთი იწყებს მოდუნებას და ობიექტის გამოსახულება ბუნდოვანია.

ადამიანის თვალები საშუალებას გვაძლევს ნათლად დავინახოთ ობიექტები არა მხოლოდ დღისით. თვალის უნარი შეეგუოს ბადურაზე ფოტომგრძნობიარე ნერვის დაბოლოებების სხვადასხვა ხარისხით გაღიზიანებას, ე.ი. დაკვირვებული ობიექტების სიკაშკაშის სხვადასხვა ხარისხს ადაპტაცია ეწოდება.

თვალის ვიზუალური ღერძების კონვერგენციას გარკვეულ წერტილში ეწოდება კონვერგენცია. როდესაც ობიექტები განლაგებულია ადამიანისგან მნიშვნელოვან მანძილზე, მაშინ თვალების ერთი ობიექტიდან მეორეზე გადაადგილებისას თვალის ღერძი პრაქტიკულად არ იცვლება და ადამიანი კარგავს საგნის პოზიციის სწორად განსაზღვრის უნარს. როდესაც საგნები ძალიან შორს არიან, თვალების ღერძი პარალელურია და ადამიანი ვერც კი ადგენს, მოძრაობს თუ არა ობიექტი, რომელსაც უყურებს. რგოლოვანი კუნთის ძალა, რომელიც შეკუმშავს ლინზას ადამიანთან ახლოს მდებარე ობიექტების დათვალიერებისას, ასევე გარკვეულ როლს ასრულებს სხეულების პოზიციის განსაზღვრაში.

სპექტროსკოპი.

სპექტროსკოპი გამოიყენება სპექტრების დასაკვირვებლად.

ყველაზე გავრცელებული პრიზმული სპექტროსკოპი შედგება ორი მილისგან, რომელთა შორის მოთავსებულია სამკუთხა პრიზმა.

მილ A-ში, რომელსაც კოლიმატორს უწოდებენ, არის ვიწრო ჭრილი, რომლის სიგანის კორექტირება შესაძლებელია ხრახნის შემობრუნებით. ჭრილის წინ მოთავსებულია სინათლის წყარო, რომლის სპექტრი უნდა შემოწმდეს. ჭრილი მდებარეობს კოლიმატორის სიბრტყეში და ამიტომ კოლიმატორის სინათლის სხივები გამოდის პარალელური სხივის სახით. პრიზმაში გავლის შემდეგ სინათლის სხივები მიმართულია B მილში, რომლის მეშვეობითაც ხდება სპექტრის დაკვირვება. თუ სპექტროსკოპი განკუთვნილია გაზომვებისთვის, მაშინ მასშტაბის გამოსახულება დანაყოფებით არის გადატანილი სპექტრის სურათზე სპეციალური მოწყობილობის გამოყენებით, რომელიც საშუალებას გაძლევთ ზუსტად განსაზღვროთ ფერის ხაზების პოზიცია სპექტრში.

ოპტიკური საზომი მოწყობილობა.

ოპტიკური საზომი მოწყობილობა არის საზომი ინსტრუმენტი, რომელშიც დანახვა (მართული ობიექტის საზღვრების გასწორება თმის ხაზთან, ჯვარედინი და ა.შ.) ან ზომის განსაზღვრა ხორციელდება ოპტიკური მუშაობის პრინციპის მქონე მოწყობილობის გამოყენებით. არსებობს ოპტიკური საზომი ხელსაწყოების სამი ჯგუფი: მოწყობილობები ოპტიკური ხედვის პრინციპით და მოძრაობის მოხსენების მექანიკური მეთოდი; მოწყობილობები ოპტიკური ხედვისა და მოძრაობის მოხსენებით; მოწყობილობები, რომლებსაც აქვთ მექანიკური შეხება საზომ მოწყობილობასთან, საკონტაქტო წერტილების მოძრაობის განსაზღვრის ოპტიკური მეთოდით.

პირველი მოწყობილობები, რომლებიც ფართოდ გავრცელდა, იყო პროექტორები რთული კონტურების და მცირე ზომის ნაწილების გაზომვისა და მონიტორინგისთვის.

ყველაზე გავრცელებული მეორე მოწყობილობა არის უნივერსალური საზომი მიკროსკოპი, რომელშიც გასაზომი ნაწილი მოძრაობს გრძივი ვაგონზე, ხოლო თავის მიკროსკოპი მოძრაობს განივი ვაგონზე.

მესამე ჯგუფის მოწყობილობები გამოიყენება გაზომილი წრფივი რაოდენობების საზომებთან ან სასწორებთან შესადარებლად. ისინი, როგორც წესი, გაერთიანებულია ზოგადი სახელების შედარებით. მოწყობილობების ამ ჯგუფში შედის ოპტიმეტრი (ოპტიკატორი, საზომი მანქანა, კონტაქტური ინტერფერომეტრი, ოპტიკური დიაპაზონის მაძიებელი და ა.შ.).

ოპტიკური საზომი ხელსაწყოები ფართოდ არის გავრცელებული გეოდეზიაშიც (დონე, თეოდოლიტი და სხვ.).

თეოდოლიტი არის გეოდეზიური ხელსაწყო მიმართულებების განსაზღვრისა და ჰორიზონტალური და ვერტიკალური კუთხეების გასაზომად გეოდეზიური სამუშაოების, ტოპოგრაფიული და გეოდეზიური სამუშაოების დროს, მშენებლობაში და ა.შ.

დონე - გეოდეზიური ხელსაწყო დედამიწის ზედაპირზე წერტილების სიმაღლის გასაზომად - ნიველირებაში, აგრეთვე მონტაჟის დროს ჰორიზონტალური მიმართულებების დასაყენებლად და ა.შ. მუშაობს.

ნავიგაციაში ფართოდ გამოიყენება სექსტანტი - გონიომეტრიული სარკე ამრეკლი ინსტრუმენტი ჰორიზონტის ზემოთ ციური სხეულების სიმაღლეების ან ხილულ ობიექტებს შორის კუთხეების გასაზომად, დამკვირვებლის ადგილის კოორდინატების დასადგენად. სექსტანტის ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია დამკვირვებლის ხედვის არეში ორი ობიექტის ერთდროულად გაერთიანების შესაძლებლობა, რომელთა შორისაც იზომება კუთხე, რაც საშუალებას აძლევს სექსტანტს გამოიყენოს თვითმფრინავში ან გემზე სიზუსტის შესამჩნევი შემცირების გარეშე. პიჩინგის დროსაც კი.

ახალი ტიპის ოპტიკური საზომი ხელსაწყოების შემუშავების პერსპექტიული მიმართულებაა მათი აღჭურვა ელექტრონული კითხვის მოწყობილობებით, რაც შესაძლებელს გახდის კითხვისა და დანახვის გამარტივებას და ა.შ.

დასკვნა.

უაღრესად დიდია ოპტიკის პრაქტიკული მნიშვნელობა და მისი გავლენა ცოდნის სხვა დარგებზე. ტელესკოპისა და სპექტროსკოპის გამოგონებამ ადამიანს გაუხსნა უზარმაზარ სამყაროში მომხდარი ფენომენების ყველაზე საოცარი და მდიდარი სამყარო. მიკროსკოპის გამოგონებამ რევოლუცია მოახდინა ბიოლოგიაში. ფოტოგრაფია დაეხმარა და ეხმარება მეცნიერების თითქმის ყველა დარგს. სამეცნიერო აღჭურვილობის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ელემენტია ლინზა. მის გარეშე არ იქნებოდა მიკროსკოპი, ტელესკოპი, სპექტროსკოპი, კამერა, კინო, ტელევიზია და ა.შ. არ იქნებოდა სათვალე და 50 წელზე მეტი ადამიანი ვერ კითხულობს და ბევრ სამუშაოს გააკეთებს, რომელიც მხედველობას მოითხოვს.

ფიზიკური ოპტიკის მიერ შესწავლილი ფენომენების სპექტრი ძალიან ფართოა. ოპტიკური ფენომენები მჭიდრო კავშირშია ფიზიკის სხვა დარგებში შესწავლილ მოვლენებთან და ოპტიკური კვლევის მეთოდები ყველაზე დახვეწილი და ზუსტია. აქედან გამომდინარე, გასაკვირი არ არის, რომ ოპტიკა დიდი ხნის განმავლობაში წამყვან როლს თამაშობდა ბევრ ფუნდამენტურ კვლევაში და ძირითადი ფიზიკური შეხედულებების განვითარებაში. საკმარისია ითქვას, რომ გასული საუკუნის ორივე ძირითადი ფიზიკური თეორია - ფარდობითობის თეორია და კვანტური თეორია - წარმოიშვა და დიდწილად განვითარდა ოპტიკური კვლევის საფუძველზე. ლაზერების გამოგონებამ გახსნა უზარმაზარი ახალი შესაძლებლობები არა მხოლოდ ოპტიკაში, არამედ მის გამოყენებაში მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სხვადასხვა დარგებში.

ბიბლიოგრაფია. არციბიშევი ს.ა. ფიზიკა - მ.: მერგიზ, 1950 წ.

ჟდანოვი ლ.ს. ჟდანოვი გ.ლ. ფიზიკა საშუალო საგანმანათლებლო დაწესებულებებისთვის - მ.: ნაუკა, 1981 წ.

ლანდსბერგი გ.ს. ოპტიკა - მ.: ნაუკა, 1976 წ.

ლანდსბერგი გ.ს. დაწყებითი ფიზიკის სახელმძღვანელო. - მ.: ნაუკა, 1986 წ.

პროხოროვი ა.მ. დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია. - მ.: საბჭოთა ენციკლოპედია, 1974 წ.

სივუხინი დ.ვ. ზოგადი კურსი ფიზიკაში: ოპტიკა - მ.: ნაუკა, 1980 წ.

- ოპტიკის განვითარების ისტორია.

- ნიუტონის კორპუსკულური თეორიის ძირითადი დებულებები.

- ჰაიგენსის ტალღური თეორიის ძირითადი დებულებები.

- შეხედულებები სინათლის ბუნებაზე XIX – XX საუკუნეებს.

- ოპტიკის ძირითადი პრინციპები.

- სინათლისა და გეომეტრიული ოპტიკის ტალღური თვისებები.

- თვალი, როგორც ოპტიკური სისტემა.

- სპექტროსკოპი.

- ოპტიკური საზომი მოწყობილობა.

- დასკვნა.

- გამოყენებული ლიტერატურის სია.

ოპტიკის განვითარების ისტორია.

იმავე წლებში აღმოაჩინეს შემდეგი ფაქტები:

- სინათლის გავრცელების სისწორე;

- სინათლის არეკვლის ფენომენი და ასახვის კანონი;

- სინათლის გარდატეხის ფენომენი;

- ჩაზნექილი სარკის ფოკუსირების ეფექტი.

ნაბიჯი სინათლის ბუნების გასაგებად.

- ტალღა, რომელიც ამტკიცებდა, რომ სინათლე არის სპეციალური მანათობელი საშუალების - ეთერის გრძივი რხევითი მოძრაობები, რომლებიც აღგზნებულია მანათობელი სხეულის ნაწილაკების ვიბრაციით.

ნიუტონის კორპუსკულური თეორიის ძირითადი დებულებები:

4) ზედაპირიდან სინათლის არეკვლა ხდება კედლიდან სხეულების არეკვლის გამო აბსოლუტური დრეკადობის კანონის მიხედვით (ნახ. 2).

7) ნიუტონმა გამოკვეთა ორმაგი რეფრაქციის ახსნის გზები, ჰიპოთეზა, რომ სინათლის სხივებს აქვთ „სხვადასხვა მხარეები“ - განსაკუთრებული თვისება, რომელიც იწვევს მათ განსხვავებულს გარდატეხაში, როდესაც გადის ორმაგ სხეულში.

ჰიუგენსის სინათლის ტალღური თეორიის ძირითადი პრინციპები.

1) სინათლე არის ელასტიური პერიოდული იმპულსების გავრცელება ეთერში. ეს იმპულსები გრძივია და ჰაერში ხმის იმპულსების მსგავსია.

2) ეთერი არის ჰიპოთეტური საშუალება, რომელიც ავსებს ციურ სივრცეს და სხეულთა ნაწილაკებს შორის არსებულ უფსკრული. ის არის უწონო, არ ემორჩილება უნივერსალური მიზიდულობის კანონს და აქვს დიდი ელასტიურობა.

3) ეთერის ვიბრაციების გავრცელების პრინციპი ისეთია, რომ მისი თითოეული წერტილი, სადაც აღგზნება აღწევს, არის მეორადი ტალღების ცენტრი. ეს ტალღები სუსტია და ეფექტი შეინიშნება მხოლოდ იქ, სადაც მათი კონვერტი გადის

ზედაპირი – ტალღის ფრონტი (ჰაიგენსის პრინციპი) (ნახ. 3).

სინათლის ტალღები, რომლებიც პირდაპირ წყაროდან მოდის, იწვევს მხედველობის შეგრძნებას.

ჰაიგენსის თეორიაში ძალიან მნიშვნელოვანი წერტილი იყო დაშვება, რომ სინათლის გავრცელების სიჩქარე სასრულია. მისი პრინციპის გამოყენებით, მეცნიერმა შეძლო გეომეტრიული ოპტიკის მრავალი ფენომენის ახსნა:

- სინათლის არეკვლის ფენომენი და მისი კანონები;

- სინათლის გარდატეხის ფენომენი და მისი კანონები;

– ტოტალური შინაგანი ასახვის ფენომენი;

- ორმაგი რეფრაქციის ფენომენი;

- სინათლის სხივების დამოუკიდებლობის პრინციპი.

ჰაიგენსის თეორიამ შემდეგი გამოხატულება მისცა გარემოს რეფრაქციულ ინდექსს:

ფორმულიდან ირკვევა, რომ სინათლის სიჩქარე საპირისპიროდ უნდა იყოს დამოკიდებული საშუალების აბსოლუტურ მნიშვნელობაზე. ეს დასკვნა ნიუტონის თეორიიდან გამომდინარე დასკვნის საპირისპირო იყო. მე-17 საუკუნეში ექსპერიმენტული ტექნოლოგიების დაბალმა დონემ შეუძლებელი გახადა იმის დადგენა, თუ რომელი თეორია იყო სწორი.

ბევრს ეჭვი ეპარებოდა ჰაიგენსის ტალღის თეორიაში, მაგრამ სინათლის ბუნების შესახებ ტალღური შეხედულებების მხარდამჭერთა შორის იყვნენ მ.ლომონოსოვი და ლ. ეილერი. ამ მეცნიერების გამოკვლევით ჰაიგენსის თეორიამ დაიწყო ფორმირება, როგორც ტალღების თეორია და არა მხოლოდ ეთერში გავრცელებული აპერიოდული რხევები.

შეხედულებები სინათლის ბუნებაზე XIX - XX საუკუნეებს.

1801 წელს ტ.იუნგმა ჩაატარა ექსპერიმენტი, რომელმაც გააოცა მეცნიერები მთელს მსოფლიოში (სურ. 4).

S – სინათლის წყარო;

E – ეკრანი;

B და C არის ძალიან ვიწრო ჭრილები, ერთმანეთისგან 1-2 მმ დაშორებით.

ფრენელის ტალღის თეორიის ძირითადი პრინციპები.

- სინათლე - ვიბრაციების გავრცელება ეთერში სიჩქარით, სადაც არის ეთერის ელასტიურობის მოდული, რ- ეთერის სიმკვრივე;

– სინათლის ტალღები განივია;

- სინათლის გამოსხივება დისკრეტული ხასიათისაა;

– აბსორბცია ასევე ხდება დისკრეტულ ნაწილებში, კვანტებში.

თითოეული კვანტის ენერგია წარმოდგენილია ფორმულით ე = თ ნ, სად თარის პლანკის მუდმივი და ნარის სინათლის სიხშირე.

- სინათლეს, რომელსაც ჯერ არ ჰქონია ურთიერთქმედება მატერიასთან, აქვს მარცვლოვანი სტრუქტურა;

- დისკრეტული სინათლის გამოსხივების სტრუქტურული ელემენტია ფოტონი.

ძირითადი დებულებები.

- სინათლე გამოიყოფა, ვრცელდება და შეიწოვება დისკრეტულ ნაწილებად - კვანტებად.

- სინათლის კვანტური - ფოტონი ატარებს ენერგიას პროპორციულად იმ ტალღის სიხშირისა, რომლითაც იგი აღწერილია ელექტრომაგნიტური თეორიით. ე = თ ნ .

– ფოტონს აქვს მასა (), იმპულსი და კუთხური იმპულსი ().

- ატომში ელექტრონი შეიძლება იყოს მხოლოდ ზოგიერთ დისკრეტულ სტაბილურ მდგომარეობაში. სტაციონარულ მდგომარეობაში ყოფნისას ატომი არ ასხივებს ენერგიას.

- ერთი სტაციონარული მდგომარეობიდან მეორეზე გადასვლისას ატომი ასხივებს (შთანთქავს) ფოტონს სიხშირით (სადაც E1და E2– საწყისი და საბოლოო მდგომარეობების ენერგიები).

სინათლის სხივის კონცეფცია შეიძლება მივიღოთ რეალური სინათლის სხივის ერთგვაროვან გარემოში განხილვით, საიდანაც ვიწრო პარალელური სხივი იზოლირებულია დიაფრაგმის გამოყენებით. რაც უფრო მცირეა ამ ხვრელების დიამეტრი, მით უფრო ვიწროა იზოლირებული სხივი, ხოლო ზღვარზე, სასურველის მცირე ხვრელებზე გადასვლა, როგორც ჩანს, სინათლის სხივი შეიძლება მივიღოთ როგორც სწორი ხაზი. მაგრამ თვითნებურად ვიწრო სხივის (სხივის) იზოლირების ასეთი პროცესი შეუძლებელია დიფრაქციის ფენომენის გამო. რეალური სინათლის სხივის გარდაუვალი კუთხური გაფართოება, რომელიც გადის D დიამეტრის დიაფრაგმაში, განისაზღვრება დიფრაქციის კუთხით. ჯ ~ ლ / დ. მხოლოდ უკიდურეს შემთხვევაში, როცა ლ=0, ასეთი გაფართოება არ მოხდებოდა და შეიძლება ვისაუბროთ სხივზე, როგორც გეომეტრიულ ხაზზე, რომლის მიმართულებაც განაპირობებს სინათლის ენერგიის გავრცელების მიმართულებას.

თვალი, როგორც ოპტიკური სისტემა.

ამრიგად, ადამიანის თვალის „ფოკუსირება“ ხორციელდება ლინზების ოპტიკური სიმძლავრის შეცვლით რგოლოვანი კუნთის გამოყენებით. თვალის ოპტიკური სისტემის უნარს, შექმნას მისგან განსხვავებული დისტანციებზე მდებარე ობიექტების მკაფიო გამოსახულებები, ეწოდება აკომოდაცია (ლათინური "აკომოდაცია" - ადაპტაცია). ძალიან შორეული ობიექტების დათვალიერებისას თვალში პარალელური სხივები შედის. ამ შემთხვევაში, ამბობენ, რომ თვალი უსასრულობამდეა მოთავსებული.

Დიაპაზონი ოსკოპი.

სპექტროსკოპი გამოიყენება სპექტრების დასაკვირვებლად.

ყველაზე გავრცელებული პრიზმული სპექტროსკოპი შედგება ორი მილისგან, რომელთა შორის მოთავსებულია სამკუთხა პრიზმა (ნახ. 7).

დასკვნა.

მოსკოვის განათლების კომიტეტი

მსოფლიო ო რ თ

მოსკოვის ტექნოლოგიური კოლეჯი

საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა კათედრა

საბოლოო სამუშაო ფიზიკაში

თემაზე :

ასრულებს მე-14 ჯგუფის მოსწავლე: რიაზანცევა ოქსანა

მასწავლებელი: გრუზდევა ლ.ნ.

- არციბიშევი ს.ა. ფიზიკა - მ.: მერგიზ, 1950 წ.

- ჟდანოვი ლ.ს. ჟდანოვი გ.ლ. ფიზიკა საშუალო საგანმანათლებლო დაწესებულებებისთვის - მ.: ნაუკა, 1981 წ.

- ლანდსბერგი გ.ს. ოპტიკა - მ.: ნაუკა, 1976 წ.

- ლანდსბერგი გ.ს. დაწყებითი ფიზიკის სახელმძღვანელო. - მ.: ნაუკა, 1986 წ.

- პროხოროვი ა.მ. დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია. - მ.: საბჭოთა ენციკლოპედია, 1974 წ.

- სივუხინი დ.ვ. ზოგადი კურსი ფიზიკაში: ოპტიკა - მ.: ნაუკა, 1980 წ.