Где - элементарный телесный угол, опирающийся на светящуюся площадку dS и ориентированный в направлении

Поляризатордан өткен жарық интенсивтілігі, поляризацияланған жарықтың поляризаторына түсетін интенсивтіліктің туындысына және түсетін жарық толқынының поляризация жазықтығы мен поляризаторды өткізу жазықтығының арасындағы бұрыштың косинусының квадратына тең.

I = I₀∙cos²

где I₀ – интенсивность падающей на поляризатор поляризованной волны, I – интенсивность прошедшей волны,  – угол между плоскостью поляризации падающей волны и плоскостью пропускания поляризатора

6. Поляризатордан өткен жарық қарқындылығы мен түскен сәуленің поляризация жазықтығы мен поляризатордың жарықты өткізу жазықтығының арасындағы бұрыштың косинусының квадратына (cos² α) тәуелділік графигін сыз

7. Поляризаторға жазық поляризацияланған сәуле түседі. Неге поляризаторды сәуле төңірегінде айналдырғанда өткен сәуленің қарқындылығы төмендейді?

Өйткені поляризатордың түскен жарық тербелісі мен өткізу тербелістері жазықтықтарының арасындағы бұрыш өзгереді.

8. Қай жағдайда анизатропты кристалдан сәуле өткенде оның қосарлану байқалмайды?

Кристаллдың оптикалық осі арқылы өткенде байқалмайды. Жарық оптикалық ось оған параллель болатын оптикалық бірості кристалдың жазық бетіне қалыпты түседі. Оптикалық ось сонда жатады. Осы жағдайда бөгде сәуле сынбайды, бірақ бағыты бойынша түсетін және кәдімгімен сәйкес келеді.

9. Брюстер заңының формуласын жазып тұжырымдаңыз. Суретпен сәуле жолдарын көрсетіңіз.

Егер екі диэлектриктің бөлімнің шекарасына түсу бұрышының тангенсі өзіне қатысты сыну көрсеткішіне тең болса, онда шағылған сәуле түсу жазықтығына перпендикуляр жазықтықта түгелдей поляризацияланған, яғни ортаның бөлімінің шегіне параллель болады. tg(Б)=n₂/n₁=n₂₁ . мұндағы Б – Брюстер бұрышы.

10. Сәуленің поляризация жазықтығының қандай орналасуында екі диэлектриктің шекарасына Брюстер бұрышымен түскен сәуленің шағылуы болмайды?

Толық сыну – бұл жазық поляризацияланған толқындардың түрлі ортадағы бөлімнің шекарасына түскенде көрінетін және шағылған толқындар жоқ кезде тоқтайтын эффект. Эффектті тік поляризацияланған толқынның ағынының Брюстер бұрышымен ортаның бөлімінің шекарасына түскенде бақылауға болады. Сонда сыну заңына байланысты, шағылған ағында тек қана көлденең поляризацияланған құрамнан тұрады, ал түскен ағынның құрамында көлденең поляризацияланған толқындар болмағандықтан, шағылған ағынның энергиясы 0-ге тең болады. Сонымен, түсетін ағынның барлық энергиясы сынған толқындарда болады.

11. Ауадан тұз кристалына түскен кездегі Брюстер бұрышы 60°. Осы кристалдағы жарық жылдамдығы қандай. С – вакуумдағы жарық жылдамдығы.

12. Қосарлана сындырушы кристалдан өткен кәдімгі және бөгде сәулелердің айырмашылығы қандай?

Кәдімгі сәуленің толқындық беті тұрақты жылдамдықпен таралады, ал бөгде сәуленікі жоқ. Сәулелердің әр түрлі сынуы олардың сыну көрсеткіштерінің бірдей емес екенін көрсетеді.

13. Қосарлана сыну құбылысының мәні неде?

Барлық мөлдір кристалдар қосарлана сыну қасиетіне ие, яғни оларға түскен әр жарық шоғы қосарланады. Заттардың түскен жарық сәулелерін қос сәулелерге ыдырату мүмкіндігі – әр түрлі бағытта, әр түрлі фазалық жылдамдықпен таралатын кәдімгі және бөгде, онда кристалдан екі кеңістіктік ажыраған сәулелер шығады. Бірінші жарық шоғы кристалға қалыпты түскенде, сынған шоқ екіге бөлінеді, сонымен қатар, олардың біреуі екіншісінің жалғасы болып табылады, ал екіншісі ауытқиды. Сонымен екіншісі бөгде, ал біріншісі кәдімгі деп аталады.

14. Заттың электромагниттік сәулелерді жұту заңын (Бугер заңын) жаз және оған енетін шамаларды ата.

Жарық жұтылуы (абсорбция) дегеніміз жарық толқыны энергиясының азаюы құбылысын айтамыз, яғни жарық толқыны энергиясының басқа энергия түрлеріне ауыса отырып, денеде таралып кетуі. Жұтылу нәтижесі: жарық интенсивтілігі азаяды.

Денедегі жарық жұтылуы Бугер заңымен сипатталады:

I = I ₀e-^αх

I ₀ және I – қалыңдығы х жұтушы дененің кіріс және шығысындағы жазық монохроматтық жарық толқыны интенсивтілігі; α – жұтылу коэффиценті, ол жарық толқынының ұзындығына, химиялық табиғатына және күйіне тәуелді, бірақ ол жарық интенсивтілігіне тәуелді емес. Егер х = 1/α болса, I жарық интенсивтілігі I ₀ – ға қарағанда е есе азаяды. Жұтылу коэффиценті толқын ұзындығына (немесе жиілігіне ω) тәуелді және әр зат үшін өзгеше.

15. Егер жарық қалыңдығы 30 мм заттан өткенде оның қарқындылығы 8 есе төмендесе, оның жарықты жартылай жұту қабаты d қандай?

16. Шынының бетіне сәуле 60° бұрышпен түседі. Бұл жағдайда шағылған сәуле толық поляризацияланады. Сәуленің сыну бұрышын β анықта.

17. Сәуле глицериннан шыныға өтеді. Шағылған сәуле толық поляризацияланады. Глицериннің және шынының абсолют сыну көрсеткіштері 1,45 және 1,5 сәйкес. Түскен сәуле мен сынған сәуле арасындағы бұрышты анықта.

18. Қалыңдығы d = 2 мм кварц пластинасын параллель нипольдар арасына орналастырғанда монохроатты жарықтың поляризация жазықтығы φ = 45°-қа бұрылды. Поляриметрде мүлде қараңғы болу үшін пластинканың қалыңдығын dx қандай етіп алу керек?

19. Кварц пластинкасын қиылысқан нипольдер арасына орналастырған. Кварц пластинкасының қалыңдығы қандай аз болғанда dmin никольдар арасы ең күшті жарықтанады? Кварцтың айналу тұрақтысы [α] = 27 град/мм.

20. Құрамында С1 = 10% қаныты бар ертінді құйылған ұзындығы l = 20 см түтік арқылы сәуле өткенде жарықтың поляризация жазықтығы φ1 = 10°-қа бұрылады. Құрамында С2 басқа қаныт ертіндісі бар ұзындығы

l2 = 15 см түтіктен сәуле өткенде поляризация жазықтығы φ2 = 5°-қа бұрылады. Екінші ертіндідегі қаныт құрамын С2 тап.

21. Екі поляроидтардың жарық өткізетін жазықтықтарының арасындағы бұрыш α = 60°. Осы нүктені түскен табиғи жарық жүріп өткенде ол қанша есе әлсірейді?

22. Судың бетінен шағылысқан жарық толық поляризациялану үшін күн сәулесі су бетіне горизонтпен қандай бұрыш жасап түсуі керек (Судың nсу = 1,3).

23.Глицирин құйылған шыны ыдысқа түскен сәуле оның түбінен шағылады. Қандай түсу бұрышында шағылған сәуле толық поляризацияланады? nгл = 1,45.

nгл = 1,45.? n_гл = 1,45. tgα=n α=arctgn=55 ֹ 44’.

23. Брюстер заңын пайдаланып, шағылған сәуленің толық поляризациясы кезінде шағылған сәуле мен сынған сәуле арасындағы бұрыштың тік бұрыш (90°) болатынын көрсет.

Жарықтың поляризациялану бұрышының тангенсі жарық шағылатын ортаның сыну көрсеткішіне тең

тең tgi=n_2/1 α_Б-Брюстер бұрышы, n_2/1-1 және 2 ортамен салыст. сыну көрсеткіштері.

24. Беттің энергиялық жарықталынуы Ее = 120 Вт/м² кезінде жарық қысымы Р = 0,5 мкПа болса, шағылдыру коэффициентін К анықта.

p=(1+k)w k=(p-w)/w=4*10^-9

25. Айна жазықтығына α = 60° бұрышпен монохроматты жарық (λ = 590 нм) келіп түседі. Жарық шоғының энергиялық тығыздығы ω = 1 кВт/м². Жарқтың айна бетіне түсіретін қысымын Р анықта.

26. Егер поляризатор мен анализатор арқылы өткен табиғи жарық қарқындылығы 4 есе кемісе, поляризатор мен анализатордың бас оптикалық жазықтықтарының арасындағы бұрыш қаншаға тең?

W₂=W₁cos²α cos²α=1/4 cosα=1/2 α=60.

27. Ауадан тұз кристалына түскен Брюстер бұрышы 52°-қа тең. Осы кристалдағы жарық жылдамдығын табындар.

tgα=n=c/v v=c/ .
Интерференция

28. Интерференция дегеніміз не?

Жарық интерференциясы деп екі немесе бірнеше когерентті жарық толқындарын беттестіргенде кеңістіктегі жарық ағыны қайтатаралады, қорытындысында интенсивтіктің кейбір жерде – максимумы, ал кейбір жерде – минимумы пайда болуын айтамыз.

Әсіресе интерференцияланатын толқындардың екеуі де бірдей болған кезде, интерференция анық байқалады. Онда (7) формулаға сәйкес, минимумда , максимумда Когерентті емес толқындар үшін осы шартта барлық жерде бірдей жарықтану шығады.

29. Қарқындылығы бірдей екі толқынның максимум интерференциясы кезіндегі қарқындылығы 4 есе ұлғаятынын дәлелде.

φ2-φ1=0. Cos0=1. I=I2+I1. () cos(φ2-φ1)=I1+I1+2I2=4I

30. Когерентті толқындар дегеніміз не?

Егер тербеліс жиілігі екі толқында да бірдей, ал фазаларының айырмасы тұрақты болса, онда ол толқын когерентті деп аталады. Бұндай толқындардың көзі де когерентті деп аталады. Яғни когерентті толқын – тербелісі фазаларының айырмасының тұрақтылығымен ғана ажыратылатын, уақыт өтуі бойынша өзгермейтін, бірдей жиіліктегі толқындар. Бұл шартты монохроматты толқындар – кеңістіктегі шектеусіз бір анықталған және қатаң тұрақты жиілікті толқындар қанағаттандырады.

31. Жарық толқындары неге электромагниттік деп аталады?

Жарық өте күрделі құбылыс: кейде жарық электромагниттік толқын қасиеттерін көрсетсе, кейде ерекше бөлшектер (фотондар) ағыны ретінде байқалады. Максвелл электромагниттік толқын мен жарықтың табиғаты бір, яғни жарық дегеніміз электромагниттік толқындардың дербес түрі.

32. Неге екі табиғи жарық кездесіп беттескенде интерференция болмайды?

Себебі, табиғи жарық когерентті емес. Кеңістіктің кейбір нүктелері арқылы көзден әлдебір қашықтықта өтеді және толқындық айналымдар беттеседі, көздің әр - түрлі атомынан жіберілген және әр - түрлі жиілігі, амплитудасы және бастапқы фазасы болады. Бұндай толқындар когерентті емес толқындар болып табылады, ендеше тұрақты интерференциялық көрініс бермейді. Екі әр - түрлі жарықтың табиғи көздері арқылы жіберілетін толқындар когерентті емес болып табылады.

33. Жұқа пленкадан өткен және шағылған сәулелердің интерференцияларын бақылаған кезде олардың максимумы мен минимумының орнының неліктен ауысып көрінетінін түсіндір.

Сәулелердің арасындағы жүрістің әр түрлі болуы қосарланған АД ұзындығымен және ВС бөлігімен анықталады. Алайда мынаны еске алған жөн, пленка аса тығыз оптикалық орта болып табылады және ондағы жарық жылдамдығы да азырақ болады. Осының нәтижесінде жарықтың АД жолын өтуіне кететін уақыты n есе көп болады. Мұндағы n пленканың сыну көрсеткіші. Енді 1 және 2-ши сәулелердің оптикалық осінің әр түрлілігі ∆=2n(AD)-BC+λ/2. λ/2 шамасы 180 градуста фазаның толқындық өзгеруі болғандықтан қосылады. Ол жолдың λ/2 артуына эквивалентті. Егер ∆=(2n-1) λ/2 болса, онда 2Dfncosβ=nλ жарықтанудың минимум шартына сәйкес келеді, ал ∆=nλ=2Dfncosβ+ λ/2 – максимум шарты.

34. Неге көбелектің қанаттарының түсі құбылып тұрады?

Максимум шартына байланысты: 2d()+λ/2= λ/2π*2mπ немесе 2d()=(2m-1) λ/2

Минимум шартына байланысты: 2d()+λ/2=λ/2π*(2m+1) немесе 2d()=mλ

35. Екі когерентті жарық көзі (λ=600 нм) интерференция картинасын береді. Біреуінен шыққан жарық жолына қалыңдығы d = 3 мкм (n = 1,6) шыны пластинка қояды. Интерференция картинасы қанша жолаққа ығысады?

S=n*d, S₁-S₂=rS,

=>kl=1,8=>k=3

36. Неге компьютер дискілері жарық түскенде түрлі - түсті сәулелер құбылады?

Интерференция құбылысына негізделген. Оны түсіндіру үшін дифракциялық торды қолданамыз. Ол сәулемен шағылысады

37. Сабын көбігіне (n = 1,3) ақ жарық сәулесі тік келіп түседі. Егер оның шағылған сәулесі жасыл (λ=550 нм) болып көрінсе сабын көбігінің қалыңдығы қандай?

n=1.3, גּ=0.55*10^-6м,d-? Δ=2dn+גּ/2, גּ=2m גּ/2, 2dn+גּ/2=2m גּ/2, m=1, 2dn=גּ/2, d=גּ/4n=0.1мкм

38. Юнг тәжірибесінде дөңгелек саңылауға толқын ұзындығы λ=6*10⁵ см монохроматы жарық түсірген. Екі саңылаудын арасы 1 мм, ал саңылау мен экран арасы 3 м. Бірінші ақ жолақтың орнын анықта.

39. Сабын көбігіне (n = 1,3) ақ жарық 45° бұрышпен түседі. Көбіктің көпіршігінің қалыңдығы қандай болғанда одан шағылған сәуле сары түсті (λ=6*10⁵) болады?

По условию отраженные лучи окрашены в желтый цвет. Это означает, что максимум отражения наблюдается в желтой части спектра.

. Используя соотношения

v с

АС=ВС = , а также применяя закон

преломления, получаем . Откуда При к = 1 минимальная толщина пленки n = 0,13-10^-6м.

40. Неге фотоаппараттың жарықтандырылған объективінің шынысы көкшіл күлгін түсті болып көрінеді ?

Жұқа мөлдір пленкалардың линзаларының алдыңғы беттеріне, призманың немесе линзаның сыну көрсеткішінен аз болатын абсолютті сыну көрсеткішін енгізу арқылы шағылуды болдырмайды. Пленканың қалыңдығын адам көзінің аса жақсы сезімталдығына сай, толқын ұзындығы λ=5,5*10^-7м болатын жарықтың шағылуының интерференциялық минимум шарты орындалатындай етіп таңдайды. Шағылған жарықта таралған линзалар көкшіл күлгін түске боялған болып көрінеді. Себебі, ондағы қызыл және көкшіл күлгін түсті жарықтың шағылуы айқын көрінеді.

41. Екі когерентті сәулелер көздері S1 және S2 монохроматты жарық (λ=6*10⁷) м шығарады. Егер S2А = (2 + 0,35*10^-7) м S1 А = (2 + 9,35*10^-7) м болса, белгілі бір А нүктесінде максимум бола ма, әлде минимум бола ма?

42. Когерентті жарық көздері S1 және S2 дегеніміз не?

Френельдің бипризмасы сыну бұрышы аз, табандары қосылған бірдей екі призмадан түрады. көзінен шыққан жарық - екі призмада да сынып, бипризманың арғы жағынанда және жорамал көздерден шыққандай болып жарық сәулелері таралады. және көздері когерентті болып табылады. Экранның бетінде (штрихталған аймақ) когерентті толқындар беттесіп интерференция бақыланады.

Екі көзден шыққан интерференция көрінісінің есебі. Жарық интерференциясының жоғарыда қарастырылған әдістері бойынша интерфернеция көрінісінің есебін жасау үшін бір - бірінен ара қашықтықта паралель орналасқан және когерентті жарық көзі болып табылатын жіңішке саңылауларды (оптикалық жүйедегі көзінің нақты және жорамал бейнесі) пайдаланамыз.

1. Сыну көрсеткішінің физикалық мәні неде?

Сыну заңы: сынған сәуле түскен сәулемен екі ортаның бөлу шекарасы перпендикулярмен бөлінген бір жазықтықта жатады. Түсу бұрышынң синусының сыну бұрышының синусына қатынасы берілген орталар үшін тұрақты шама болып табылады.

- 2-ші ортаның 1-ші ортамен салыстырғандағы сыну көрсеткіші. Сыну көрсеткіші жарықтың бір ортадан екінші ортаға өткендегі жарық жылдамдығының қалай өзгеретінін көрсетеді, және 2 ортадағы жарық жылдамдығының қатынасымен анықталады.

2. Абсолюттік және салыстырмалы сыну көрсеткіштерінің өзара байланысының өрнегі

Егер жарық вакуумнан қандай да бір ортаға өтсе (вакуумдағы жарық жылдамдығы с әріпімен белгіленеді және ол -қа тең), онда осы ортаның вакуммен салыстырғандағы сыну көрсеткіші абсолю сыну көрсеткіші деп аталады.

яғни жарық жылдамдығы с болатын вакууммен салыстырғандағы осы орталардың абсолют көрсеткіштері болады.

Осы қатынасты қолдана отырып сыну заңын мына түрге келтіреміз:

3. Толық ішкі шағылу қандай жағдайда болуы мүмкін?

Толық ішкі шағылу:

Жарық тығыздығы үлкен ортадан тығыздығы кіші ортаға өткенде пайда болады.

4. Жарықтың толық ішкі шағылуының шекті бұрышының шартын жаз

Сыну көрсеткіші екі түрлі орталардан, сыну көрсеткіші төмен орта оптикалық аз тығыздалған деп аталады, ал сыну көрсеткіші жоғары орта – оптикалық көп тығыздалған.

Оптикалық көп тығыздалған ортадан аз тығыздалған ортаға өткенде сыну бұрышы түсу бұрышы –дан үлкен болады. Түсу бұрышы қандай да бір мәніне ие болған кезде, сыну бұрышы градусқа тең болады (3 сәуле).

Бұл жағдайда сынған сәуле орталардың шекара жазықтығы бойымен өтеді. Түскен бұрышы үлкен болған жағдайда, сынған сәуле болмайды, ал түскен сәуле орталардың бөлу шекарасынан толығымен шағылады. (4 сәуле.)

Толық ішкі шағылу құбылысы байқалады.

Толық ішкі шағылу кезінде сыну бұрышы болған шартта ғана шекті бұрыш анықталады, яғни , болғанда (8) өрнегін аламыз.

Толық ішкі шағылу құбылысы әр түрлі оптикалық приборларда (биноколь, перископ), сондай-ақ сыну көрсеткіштерін өлшеуде қолданылады.

5. Егер ортаның абсолют сыну көрсеткіші 1,5 болса, онда бұл ортадағы жарық жылдамдығы қандай?

n= c/ v 2*10⁸

6.Жарықтың оптикалық және геометриялық жол ұзыныдығы дегеніміз не және олар бір-бірімен қалай байланысты? Толқынның таралу қай ортада (дербес жағдайда вакуумде)болмасын, ол бірдей санды өркештері мен шұнқырлардан тұрады, яғни толқын ұзындығы болады.Сондықтан цугтін ұзындығы ортанын сыну көрсеткішіне тәуелді ж/е сыну көрсеткіші орта үшін ваккумен салыстырғанда ‑есе қысқа.Демек ортадағы s, жолы вакуумдагі жолына эквивалент.Олай болса,ұзындық өлшемінің шамасы мынандай болады

Мұндағы ‑геометриялық жол ұзындығы, ал ‑оптикалык жол ұзындығы деп аталады.

( – толқынның вакуумдағы ұзындығы және тең деп алсақ). Берілген ортадағы жарық толқынының s жолы осы ортаның сыну көрсеткішіне қатынасының геометриялық ұзындығы L жолдың оптикалық ұзындығы деп аталады, ал – толқын арқылы өтетін жолдың оптикалық ұзындығының айырмасы оптикалық қадам айырмасы деп аталады.

7.Жарықтану және жарық көзінің ашықтығы (яркость) дегеніміз не?

Жарықтану (Е) – ауданы S болатын бетке түсетін жарық ағынының сол ауданға қатынасына тең болатын шама.

Егер беттің өлшемдері оның нүктелік жарық көзіне дейінгі арақашықтығынан кем болса, онда болады.

-тық жарық ағынының осіне перпендикуляр болатын жазықтыққа проекциясы.

пен а расындағы бұрыш. Сонда

S= ω r²/ cos α

Осы белгілеуді (27)- ге қойып және (24)формуланы есепке алғанда келесі формуланы аламыз:

Осылайша нүктелік жарық көзімен тудырылатын беттің жарықтануы жарық күшіне және жарықтың осы бетке түсу бұрышының косинусына тура пропорционал, ал бетке дейінгі арақашықтықтың квадратына кері пропорционал.

Жарықтанудың өлшем бірлігі – люкс (лк)

1 лк – 1 м² ауданға түсетін 1лм жарық ағынының шамасымен тең болатын беттің жарықтануы. 1лк=1лм/1м².

Жарықтанудың жарық сәулесінің түсу бұрышына тәуелділігі жыл мезгілінің ауысуымен түсіндіріледі: солтүстік жарты шарда жер бетінің жарықтануы жазда ең үлкен мәнге ие болады (Күн сәулесінің түсу бұрышы α кем болғанда) және қыста ең кіші мәнге ие болады ( үлкен болғанда).

Жарықтанудың мұндай өзгерістері сәйкесінше Жер бетіндегі температураның өзгеруіне әсерін тигізеді.
Яркость. Светимость характеризует излучение (или отражение) света данным местом поверхности по всем направлениям. Для характеристики излучения (отражения) света в заданном направлении служит яркость L:

,

Где - элементарный телесный угол, опирающийся на светящуюся площадку dS и ориентированный в направлении.