Aliran sinar dalam prisma kaca. optik geometri

Mari kita pertimbangkan beberapa kes tertentu pembiasan cahaya. Salah satu yang paling mudah ialah laluan cahaya melalui prisma. Ia adalah baji kaca sempit atau bahan lutsinar lain yang berada di udara.

Laluan sinar melalui prisma ditunjukkan. Ia memesongkan sinar cahaya ke arah pangkalan. Untuk kejelasan, profil prisma dipilih dalam bentuk segi tiga tepat, dan rasuk tuju selari dengan tapaknya. Dalam kes ini, pembiasan rasuk berlaku hanya pada bahagian belakang, muka serong prisma. Sudut w di mana rasuk tuju dipesongkan dipanggil sudut pesongan prisma itu. Ia secara praktikalnya tidak bergantung pada arah rasuk tuju: jika yang kedua tidak berserenjang dengan tepi tuju, maka sudut pesongan ialah jumlah sudut biasan pada kedua-dua muka.

Sudut pesong prisma adalah lebih kurang sama dengan hasil darab sudut pada puncaknya dan indeks biasan bahan prisma tolak 1:

w = α(n-1).

Mari kita lukis serenjang dengan muka kedua prisma pada titik di mana rasuk jatuh di atasnya (garisan putus-putus). Ia membentuk sudut β dengan rasuk tuju. Sudut ini sama dengan sudut α di bahagian atas prisma, kerana sisi mereka saling berserenjang. Oleh kerana prisma itu nipis dan semua sudut yang dipertimbangkan adalah kecil, sinus mereka boleh dianggap lebih kurang sama dengan sudut itu sendiri, dinyatakan dalam radian. Kemudian dari hukum pembiasan cahaya ia berikut:

Dalam ungkapan ini, n adalah dalam penyebut, kerana cahaya bergerak dari medium yang lebih tumpat ke medium yang kurang tumpat.

Mari kita tukar pengangka dan penyebut, dan juga gantikan sudut β dengan sudut α sama dengannya:

Oleh kerana indeks biasan kaca yang biasa digunakan untuk kanta cermin mata adalah hampir 1.5, sudut pesongan prisma adalah kira-kira separuh sudut pada puncaknya. Oleh itu, cermin mata jarang menggunakan prisma dengan sudut pesongan lebih daripada 5 °; mereka akan menjadi terlalu tebal dan berat. Dalam optometri, tindakan memesongkan prisma (tindakan prismatik) selalunya diukur bukan dalam darjah, tetapi dalam diopter prismatik (Δ) atau dalam centiradian (srad). Pesongan sinar oleh prisma dengan daya 1 pdptr (1 srad) pada jarak 1 m dari prisma ialah 1 cm. Ini sepadan dengan sudut yang tangennya ialah 0.01. Sudut ini ialah 34".

Oleh itu, kita boleh mengandaikan bahawa kesan pesongan prisma dalam diopter prisma adalah dua kali lebih banyak daripada dalam darjah (1 prdptr \u003d 1 srad \u003d 0.5 °).

Perkara yang sama berlaku untuk kecacatan visual itu sendiri, strabismus, diperbetulkan oleh prisma. Sudut strabismus boleh diukur dalam darjah dan dalam dioptri prisma.

Hukum pembiasan cahaya

Fenomena pembiasan cahaya, mungkin, setiap orang telah bertemu lebih daripada sekali dalam kehidupan seharian. Sebagai contoh, jika anda menurunkan tiub ke dalam segelas air lutsinar, anda akan perasan bahawa bahagian tiub yang berada di dalam air seolah-olah dialihkan ke tepi. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa pada sempadan dua media terdapat perubahan arah sinar, dengan kata lain, pembiasan cahaya.

Dengan cara yang sama, jika anda menurunkan pembaris ke dalam air secara bersudut, nampaknya ia telah dibiaskan dan bahagian bawah airnya telah meningkat lebih tinggi.

Lagipun, ternyata sinar cahaya, berada di sempadan udara dan air, mengalami pembiasan. Pancaran cahaya mengenai permukaan air pada satu sudut, dan kemudian ia masuk lebih dalam ke dalam air pada sudut yang berbeza, pada kecenderungan yang lebih kecil ke arah menegak.

Jika anda menghantar rasuk ke belakang dari air ke udara, ia akan mengikut laluan yang sama. Sudut antara serenjang dengan antara muka media pada titik tuju dan rasuk tuju dipanggil sudut tuju.

Sudut biasan ialah sudut antara serenjang yang sama dan sinar terbias. Pembiasan cahaya pada sempadan dua media dijelaskan oleh kelajuan perambatan cahaya yang berbeza dalam media ini. Apabila cahaya dibiaskan, dua ketetapan sentiasa dipenuhi:

Pertama, sinar, tidak kira sama ada ia bersinggungan atau dibiaskan, serta serenjang, yang merupakan sempadan antara dua media pada titik putus rasuk, sentiasa terletak pada satah yang sama;

Kedua, nisbah sinus sudut tuju kepada sinus sudut biasan ialah nilai tetap bagi kedua-dua media ini.

Kedua-dua pernyataan ini menyatakan hukum pembiasan cahaya.

Sinus sudut tuju α berkaitan dengan sinus sudut biasan β, sama seperti halaju gelombang dalam medium pertama, v1, berkaitan dengan halaju gelombang dalam medium kedua, v2, dan sama dengan nilai n. N ialah nilai malar yang tidak bergantung pada sudut tuju. Nilai n dipanggil indeks biasan medium kedua berkenaan dengan medium pertama. Dan jika vakum digunakan sebagai medium pertama, maka indeks biasan medium kedua dipanggil indeks biasan mutlak. Sehubungan itu, ia adalah sama dengan nisbah sinus sudut tuju kepada sinus sudut biasan semasa peralihan sinar cahaya dari vakum ke medium tertentu.

Indeks biasan bergantung pada ciri-ciri cahaya, pada suhu bahan dan pada ketumpatannya, iaitu, pada ciri-ciri fizikal medium.

Ia lebih kerap perlu untuk mempertimbangkan peralihan cahaya melalui antara muka pepejal udara atau cecair udara daripada melalui antara muka medium yang ditentukan vakum.

Ia juga harus diperhatikan bahawa indeks biasan relatif dua bahan adalah sama dengan nisbah indeks biasan mutlak.

Mari kita berkenalan dengan undang-undang ini dengan bantuan eksperimen fizikal mudah yang tersedia untuk anda semua di rumah.

Pengalaman 1.

Mari kita masukkan duit syiling ke dalam cawan supaya ia tersembunyi di belakang tepi cawan, dan sekarang kita akan menuangkan air ke dalam cawan. Dan inilah yang memeranjatkan: syiling itu muncul dari belakang tepi cawan, seolah-olah ia terapung ke atas, atau bahagian bawah cawan timbul.

Mari kita lukis duit syiling dalam secawan air, dan sinar matahari datang daripadanya. Pada antara muka antara udara dan air, sinar ini dibiaskan dan keluar dari air pada sudut yang besar. Dan kita melihat syiling di tempat di mana garis sinar biasan bertumpu. Oleh itu, imej syiling yang boleh dilihat adalah lebih tinggi daripada syiling itu sendiri.

Pengalaman 2.

Mari letakkan bekas berisi air dengan dinding selari di laluan sinaran cahaya selari. Di pintu masuk dari udara ke dalam air, keempat-empat rasuk berpusing melalui sudut tertentu, dan pada pintu keluar dari air ke udara, mereka berpusing melalui sudut yang sama, tetapi dalam arah yang bertentangan.

Mari kita tingkatkan cerun sinar, dan pada output mereka masih akan kekal selari, tetapi akan bergerak lebih ke sisi. Kerana peralihan ini, garisan buku, apabila dilihat melalui plat lutsinar, kelihatan terpotong. Mereka bergerak ke atas, kerana syiling naik dalam percubaan pertama.

Semua objek telus, sebagai peraturan, kita lihat semata-mata disebabkan oleh fakta bahawa cahaya dibiaskan dan dipantulkan pada permukaannya. Jika kesan sedemikian tidak wujud, maka semua item ini tidak akan kelihatan sepenuhnya.

Pengalaman 3.

Kami menurunkan plat Plexiglas ke dalam bekas dengan dinding telus. Dia kelihatan dengan sempurna. Dan sekarang kami akan mencurahkan minyak bunga matahari ke dalam kapal, dan plat telah menjadi hampir tidak kelihatan. Hakikatnya ialah sinaran cahaya di sempadan minyak dan kaca plexiglass hampir tidak dibiaskan, jadi plat menjadi plat yang tidak kelihatan.

Laluan sinar dalam prisma segi tiga

Dalam pelbagai peranti optik, prisma segi tiga agak kerap digunakan, yang boleh dibuat daripada bahan seperti kaca, atau bahan lutsinar lain.

Apabila melalui prisma segi tiga, sinar dibiaskan pada kedua-dua permukaan. Sudut φ antara permukaan biasan prisma dipanggil sudut biasan prisma. Sudut pesongan Θ bergantung kepada indeks biasan n prisma dan sudut tuju α.

Θ = α + β1 - φ, f= φ + α1

Anda semua tahu sajak terkenal untuk menghafal warna pelangi. Tetapi mengapa warna-warna ini sentiasa disusun dalam susunan yang sama seperti yang diperoleh daripada cahaya matahari putih, dan mengapa tidak ada warna lain dalam pelangi selain tujuh ini, tidak diketahui semua orang. Lebih mudah untuk menerangkan perkara ini melalui eksperimen dan pemerhatian.

Kita boleh melihat warna warni yang cantik pada filem sabun, terutamanya jika filem ini sangat nipis. Cecair sabun mengalir ke bawah dan jalur berwarna bergerak ke arah yang sama.

Ambil penutup lutsinar dari kotak plastik, dan sekarang condongkannya supaya skrin putih komputer dipantulkan dari penutup. Noda iridescent terang yang tidak dijangka akan muncul pada tudung. Dan betapa indahnya warna pelangi yang anda lihat apabila cahaya memantul dari CD, terutamanya jika anda menyuluh lampu suluh pada cakera dan melemparkan gambar pelangi ini ke dinding.

Yang pertama menerangkan rupa warna pelangi ialah ahli fizik Inggeris yang hebat iaitu Isaac Newton. Dia membiarkan pancaran cahaya matahari yang sempit ke dalam bilik gelap, dan meletakkan prisma segi tiga di laluannya. Cahaya yang meninggalkan prisma membentuk jalur berwarna yang dipanggil spektrum. Merah adalah spektrum yang paling sedikit menyimpang, dan ungu adalah yang paling kuat. Semua warna pelangi yang lain terletak di antara kedua-dua ini tanpa sempadan yang tajam.

Pengalaman makmal

Mari pilih lampu suluh LED yang terang sebagai sumber cahaya putih. Untuk membentuk pancaran cahaya yang sempit, letakkan satu celah tepat di belakang lampu suluh, dan celah kedua terus di hadapan prisma. Jalur pelangi yang terang kelihatan pada skrin, di mana merah, hijau dan biru boleh dibezakan dengan jelas. Mereka membentuk asas spektrum yang boleh dilihat.

Mari letakkan kanta silinder di laluan rasuk berwarna dan laraskannya untuk ketajaman - rasuk pada skrin berkumpul menjadi jalur sempit, semua warna spektrum bercampur, dan jalur bertukar putih semula.

Mengapakah prisma menukar cahaya putih menjadi pelangi? Ternyata semua warna pelangi sudah terkandung dalam cahaya putih. Indeks biasan kaca berbeza-beza untuk sinaran warna yang berbeza. Oleh itu, prisma membelokkan sinar ini secara berbeza.

Setiap warna pelangi adalah tulen dan tidak lagi boleh dibahagikan kepada warna lain. Newton membuktikannya secara eksperimen dengan memisahkan rasuk sempit daripada keseluruhan spektrum dan meletakkan prisma kedua di laluannya, di mana tiada pembelahan telah berlaku.

Sekarang kita tahu bagaimana prisma menguraikan cahaya putih kepada warna individu. Dan dalam pelangi, titisan air berfungsi seperti prisma kecil.

Tetapi jika anda menyuluh lampu suluh pada CD, prinsip yang sedikit berbeza berfungsi, tidak berkaitan dengan pembiasan cahaya melalui prisma. Prinsip-prinsip ini akan dikaji lebih lanjut, dalam pelajaran fizik yang dikhaskan kepada cahaya dan sifat gelombang cahaya.

organ tanpa campur tangan pembedahan (endoskop), serta dalam pengeluaran untuk menerangi kawasan yang tidak boleh diakses.

5. Prinsip operasi pelbagai peranti optik adalah berdasarkan undang-undang pembiasan, yang berfungsi untuk menetapkan sinar cahaya ke arah yang dikehendaki. Sebagai contoh, pertimbangkan laluan sinar dalam plat selari satah dan dalam prisma.

1). Plat kapal terbang- pinggan yang diperbuat daripada bahan lutsinar dengan dua muka rata selari. Biarkan plat diperbuat daripada bahan yang secara optikal lebih tumpat daripada persekitaran. Mari kita anggap bahawa di udara ( n1 \u003d 1) ada gelas

plat (n 2 >1), yang ketebalannya ialah d (Rajah 6).

Biarkan rasuk jatuh pada muka atas pinggan ini. Pada titik A, ia akan membias dan masuk ke dalam kaca ke arah AB. Pada titik B, rasuk akan membias semula dan keluar dari kaca ke udara. Mari kita buktikan bahawa rasuk meninggalkan plat pada sudut yang sama seperti ia jatuh di atasnya. Untuk titik A, hukum pembiasan mempunyai bentuk: sinα / sinγ \u003d n 2 / n 1, dan sejak n 1 \u003d 1, maka n 2 \u003d sin α / sin γ. Untuk

titik Dalam hukum pembiasan adalah seperti berikut: sinγ/sinα1 =n 1 /n 2 =1/n 2 . Perbandingan

formula memberikan kesamaan sinα=sinα1, dan dengan itu α=α1. Oleh itu, sinar

meninggalkan plat selari satah pada sudut yang sama seperti ia jatuh di atasnya. Walau bagaimanapun, rasuk yang meninggalkan plat disesarkan berbanding rasuk kejadian dengan jarak ℓ, yang bergantung kepada ketebalan plat,

indeks biasan dan sudut tuju rasuk pada plat.

Kesimpulan: plat selari satah tidak mengubah arah kejadian sinar di atasnya, tetapi hanya mencampurkannya, jika kita menganggap sinar terbias.

2). Prisma segi tiga ialah prisma yang diperbuat daripada bahan lutsinar, keratan rentasnya ialah segi tiga. Biarkan prisma diperbuat daripada bahan yang secara optikal lebih tumpat daripada persekitaran

(contohnya, ia diperbuat daripada kaca, dan terdapat udara di sekelilingnya). Kemudian rasuk yang jatuh di tepinya,

dibiaskan, ia menyimpang ke dasar prisma, kerana ia melalui medium optik yang lebih tumpat dan, oleh itu, sudut tuju φ1 adalah lebih besar daripada sudut

pembiasan φ2. Aliran sinar dalam prisma ditunjukkan dalam Rajah.7.

Sudut ρ di bahagian atas prisma, yang terletak di antara muka-muka di mana rasuk dibiaskan, dipanggil sudut biasan prisma itu; dan sebelah

terletak bertentangan dengan sudut ini - tapak prisma. Sudut δ antara arah kesinambungan kejadian rasuk pada prisma (AB) dan rasuk (CD)

timbul daripadanya dipanggil sudut pesongan prisma- ia menunjukkan berapa banyak prisma mengubah arah sinar yang jatuh ke atasnya. Jika sudut p dan indeks biasan prisma itu diketahui, maka dari sudut tuju yang diberikan φ1 anda boleh mencari sudut biasan pada muka kedua

φ4 . Sesungguhnya, sudut φ2 ditentukan daripada hukum pembiasan sinφ1 /sinφ2 =n

(sebuah prisma yang diperbuat daripada bahan dengan indeks biasan n diletakkan di udara). AT

Sisi BCN BN dan CN dibentuk oleh garis lurus berserenjang dengan muka prisma, supaya sudut CNE sama dengan sudut p. Oleh itu φ2 + φ3 =р, dari mana φ3 =р -φ2

menjadi terkenal. Sudut φ4 ditentukan oleh hukum biasan:

sinφ3 /sinφ4 =1/n.

Dalam amalan, selalunya perlu untuk menyelesaikan masalah berikut: mengetahui geometri prisma (sudut p) dan menentukan sudut φ1 dan φ4, cari eksponen

pembiasan prisma n. Menggunakan undang-undang geometri, kita memperoleh: sudut MSV=φ4 -φ3, sudut MVS=φ1 -φ2; sudut δ adalah di luar BMC dan, oleh itu,

adalah sama dengan jumlah sudut MVS dan MSV: δ=(φ1 -φ2)+(φ4 -φ3)=φ1 +φ4 -р

kesamaan φ3 + φ2 =р. sebab tu,

δ \u003d φ1 + φ4 -r.

Oleh itu, sudut lebih besar sudut tuju rasuk dan lebih kecil sudut biasan prisma, lebih besar pesongan rasuk oleh prisma itu. Dengan penaakulan yang agak kompleks, ia boleh ditunjukkan bahawa dengan laluan rasuk simetri

melalui prisma (pancaran cahaya dalam prisma itu selari dengan tapaknya), δ mengambil nilai terkecil.

Mari kita andaikan bahawa sudut biasan (prisma nipis) dan sudut tuju rasuk pada prisma adalah kecil. Kami menulis hukum biasan pada muka prisma:

sinφ1 /sinφ2 =n , sinφ3 /sinφ4 =1/n . Memandangkan untuk sudut kecil sinφ≈ tgφ≈ φ,

kita dapat: φ1 =n φ2 , φ4 =n φ3 . menggantikan φ1 dan φ3 ke dalam formula (8) untuk δ kita dapat:

δ \u003d (n - 1) р.

Kami menekankan bahawa formula untuk δ ini hanya sah untuk prisma nipis dan pada sudut kejadian sinar yang sangat kecil.

Prinsip Pengimejan Optik

Prinsip geometri untuk mendapatkan imej optik hanya berdasarkan undang-undang pantulan dan pembiasan cahaya, diabstraksi sepenuhnya daripada sifat fizikalnya. Dalam kes ini, panjang optik pancaran cahaya harus dianggap positif apabila ia melepasi arah perambatan cahaya, dan negatif dalam kes yang bertentangan.

Jika pancaran sinar cahaya yang terpancar dari mana-mana titik S, in

menumpu pada titik S ΄ hasil pantulan dan/atau pembiasan, kemudian S ΄

dianggap sebagai imej optik, atau hanya imej titik S.

Imej itu dipanggil nyata jika sinar cahaya benar-benar bersilang pada titik S ΄. Jika, bagaimanapun, pada titik S ΄, kesinambungan sinar yang dilukis ke arah yang bertentangan dengan perambatan

cahaya, maka imej itu dipanggil khayalan. Dengan bantuan peranti optik, imej khayalan boleh diubah menjadi yang sebenar. Sebagai contoh, dalam mata kita imej khayalan berubah menjadi nyata, yang diperolehi pada retina mata. Sebagai contoh, pertimbangkan untuk mendapatkan imej optik menggunakan 1)

cermin rata; 2) cermin sfera; dan 3) kanta.

1. Cermin rata ialah permukaan rata licin yang memantulkan sinar . Binaan imej dalam cermin rata boleh ditunjukkan menggunakan contoh berikut. Mari kita bina bagaimana sumber titik cahaya kelihatan dalam cermin S(rajah.8).

Peraturan pembinaan imej adalah seperti berikut. Memandangkan sinar yang berbeza boleh diambil daripada sumber titik, kita memilih dua daripadanya - 1 dan 2 dan mencari titik S ΄ di mana sinar ini bertumpu. Jelas sekali, sinaran 1΄ dan 2 ΄ yang dipantulkan itu sendiri menyimpang, hanya sambungannya bertumpu (lihat garis putus-putus dalam Rajah 8).

Imej itu diperolehi bukan dari sinar itu sendiri, tetapi dari kesinambungannya, dan adalah khayalan. Ia mudah ditunjukkan dengan pembinaan geometri yang ringkas itu

imej terletak secara simetri berkenaan dengan permukaan cermin.

Kesimpulan: cermin rata memberikan imej maya objek,

terletak di belakang cermin pada jarak yang sama darinya dengan objek itu sendiri. Jika dua cermin satah berada pada sudut φ antara satu sama lain,

adalah mungkin untuk mendapatkan berbilang imej sumber cahaya.

2. Cermin sfera ialah sebahagian daripada permukaan sfera,

cahaya pemantul. Jika cermin adalah bahagian dalam permukaan, maka cermin itu dipanggil cekung, dan jika luar, maka cembung.

Rajah 9 menunjukkan perjalanan sinar yang datang dalam rasuk selari pada cermin sfera cekung.

Bahagian atas segmen sfera (titik D) dipanggil tiang cermin. Pusat sfera (titik O) dari mana cermin terbentuk dipanggil

pusat optik cermin. Garis lurus yang melalui pusat kelengkungan O cermin dan kutubnya D dipanggil paksi optik utama cermin.

Menggunakan hukum pantulan cahaya, pada setiap titik kejadian sinar pada cermin

pulihkan serenjang dengan permukaan cermin (serenjang ini ialah jejari cermin - garis putus-putus dalam Rajah 9) dan

menerima laluan sinaran pantulan. Kejadian sinar pada permukaan cermin cekung selari dengan paksi optik utama, selepas pantulan, dikumpulkan pada satu titik F, dipanggil fokus cermin, dan jarak dari fokus cermin ke kutubnya ialah panjang fokus f. Oleh kerana jejari sfera diarahkan sepanjang normal ke permukaannya, maka, mengikut hukum pantulan cahaya,

panjang fokus cermin sfera ditentukan oleh formula

di mana R ialah jejari sfera (OD).

Untuk membina imej, anda perlu memilih dua sinar dan mencari persimpangan mereka. Dalam kes cermin cekung, sinar tersebut boleh menjadi sinar

dipantulkan dari titik D (ia pergi secara simetri dengan kejadian berbanding paksi optik), dan rasuk melepasi fokus dan dipantulkan oleh cermin (ia selari dengan paksi optik); pasangan lain: rasuk selari dengan paksi optik utama (dicerminkan, ia akan melalui fokus), dan rasuk melalui pusat optik cermin (ia akan dipantulkan dalam arah yang bertentangan).

Sebagai contoh, mari kita bina imej objek (anak panah AB), jika ia terletak dari atas cermin D pada jarak yang lebih besar daripada jejari cermin itu.

(jejari cermin adalah sama dengan jarak OD=R ). Pertimbangkan lukisan yang dibuat mengikut peraturan yang diterangkan untuk membina imej (Rajah 10).

Rasuk 1 merambat dari titik B ke titik D dan dipantulkan dalam garis lurus

DE supaya sudut ADB sama dengan sudut ADE . Rasuk 2 dari titik B yang sama merambat melalui fokus ke cermin dan dipantulkan sepanjang garis CB "|| DA.

Imej itu nyata (dibentuk oleh sinar yang dipantulkan, dan bukan kesinambungannya, seperti dalam cermin rata), terbalik dan dikurangkan.

Daripada pengiraan geometri mudah, hubungan antara ciri-ciri berikut boleh diperolehi. Jika a ialah jarak dari objek ke cermin, diplot sepanjang paksi optik utama (dalam Rajah 10 - ini ialah AD), b -

jarak dari cermin ke imej (dalam Rajah 10 ialah DA "), kemudian / b \u003d AB / A "B",

dan kemudian panjang fokus f cermin sfera ditentukan oleh formula

Magnitud kuasa optik diukur dalam diopter (dptr); 1 diopter = 1m-1.

3. Kanta ialah badan lutsinar yang dibatasi oleh permukaan sfera, jejari sekurang-kurangnya satu daripadanya tidak boleh tidak terhingga . Perjalanan sinar dalam kanta bergantung pada jejari kelengkungan kanta.

Ciri-ciri utama kanta ialah pusat optik, fokus,

satah tumpuan. Biarkan kanta dibatasi oleh dua permukaan sfera, pusat kelengkungannya ialah C 1 dan C 2, dan bucu sfera

permukaan O 1 dan O 2.

Rajah 11 secara skematik menunjukkan sebuah kanta biconvex; Ketebalan kanta di tengah lebih besar daripada di tepi. Rajah 12 secara skematik menunjukkan kanta biconcave (ia adalah lebih nipis di bahagian tengah berbanding di bahagian tepi).

Untuk kanta nipis, ia dianggap sebagai O 1 O 2<<С 1 О 2 иО 1 О 2 <<С 2 О 2 , т.е.

boleh dikatakan titik O 1 dan O 2. digabungkan menjadi satu titik O, yang dipanggil

pusat optik kanta. Garis lurus yang melalui pusat optik kanta dipanggil paksi optik. Paksi optik yang melalui pusat kelengkungan permukaan kanta dipanggilpaksi optik utama(С 1 С 2, dalam Rajah 11 dan 12). Sinaran yang melalui pusat optik tidak

biasan (jangan ubah arahnya). Sinaran selari dengan paksi optik utama kanta dwicembung, selepas melaluinya, memotong paksi optik utama pada titik F (Rajah 13), yang dipanggil fokus utama kanta, dan jarak dari titik ini ke kanta ialah f

ialah jarak fokus utama. Bina sendiri laluan sekurang-kurangnya dua sinaran yang datang pada kanta selari dengan paksi optik utama

(kanta kaca terletak di udara, ambil kira perkara ini semasa membina) untuk membuktikan bahawa kanta yang terletak di udara itu menumpu jika ia biconvex, dan mencapah jika kanta itu biconcave.

Cahaya monokromatik jatuh di tepi AB prisma kaca (Rajah 16.28) di udara, S 1 O 1 - rasuk tuju, \(~\alpha_1\) - sudut tuju, O 1 O 2 - rasuk terbias, \(~\beta_1\) - sudut biasan . Memandangkan cahaya berpindah dari medium optik kurang tumpat kepada medium optik lebih tumpat, \(~\beta_1<\alpha_1.\) Пройдя через призму, свет падает на ее грань AC. Di sini ia dibiaskan semula\[~\alpha_2\] - sudut tuju, \(~\beta_2\) - sudut biasan. Pada muka ini, cahaya berpindah dari medium optik yang lebih tumpat kepada medium optik yang kurang tumpat. jadi \(~\beta_2>\alpha_2.\)

Aspek VA dan SA di mana cahaya dibiaskan dipanggil tepi biasan. Sudut \(\varphi\) antara muka biasan dipanggil sudut biasan prisma. Sudut \(~\delta\) yang dibentuk oleh arah rasuk memasuki prisma dan arah rasuk meninggalkannya dipanggil sudut pesongan. Muka yang bertentangan dengan sudut biasan dipanggil tapak prisma.

Hubungan berikut adalah sah untuk prisma:

1) Bagi muka biasan pertama, hukum pembiasan cahaya akan ditulis seperti berikut:

\(\frac(\sin \alpha_1)(\sin \beta_1)=n,\)

di mana n ialah indeks biasan relatif bahan dari mana prisma itu dibuat.

2) Untuk muka kedua:

\(\frac(\sin \alpha_1)(\sin \beta_1)=\frac(1)(n).\)

3) Sudut biasan prisma:

\(\varphi=\alpha_2 + \beta_1.\)

Sudut sisihan rasuk prisma dari arah asal:

\(\delta = \alpha_1 + \beta_2 - \varphi.\)

Oleh itu, jika ketumpatan optik bahan prisma lebih besar daripada persekitaran, maka pancaran cahaya yang melalui prisma itu terpesong ke arah tapaknya. Adalah mudah untuk menunjukkan bahawa jika ketumpatan optik bahan prisma kurang daripada persekitaran, maka pancaran cahaya, selepas melalui prisma, akan menyimpang ke arah atasnya.

kesusasteraan

Aksenovich L. A. Fizik di sekolah menengah: Teori. Tugasan. Ujian: Proc. elaun untuk institusi menyediakan am. persekitaran, pendidikan / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - S. 469-470.