ጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ፡ የብርሃን ጨረሮች

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-02 17:40

ጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ የፋይዚካል ኦፕቲክስ ልዩ ክፍል ነው፣ እሱም የብርሃንን ተፈጥሮ የማይመለከት፣ ነገር ግን የብርሃን ጨረሮች እንቅስቃሴ ህጎችን በግልፅ ሚዲያ ያጠናል። እነዚህን ህጎች በአንቀጹ ውስጥ ጠለቅ ብለን እንመልከታቸው፣ እና በተግባርም ስለአጠቃቀማቸው ምሳሌዎችን እንስጥ።

የጨረር ስርጭት በተመሳሳይ ቦታ፡ ጠቃሚ ንብረቶች

ብርሃን ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ እንደሆነ ሁሉም ሰው ያውቃል፣ ይህም ለአንዳንድ የተፈጥሮ ክስተቶች እንደ ሃይል ኳንታ (የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ እና የብርሃን ግፊት ክስተቶች) ባህሪ ሊሆን ይችላል። ጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ፣ በመግቢያው ላይ እንደተገለጸው፣ ተፈጥሮአቸውን ሳይመረምሩ የብርሃን ስርጭት ህጎችን ብቻ ይመለከታል።

ጨረሩ በአንድ አይነት ግልጽነት ባለው መካከለኛ ወይም በቫኩም ውስጥ የሚንቀሳቀስ ከሆነ እና በመንገዱ ላይ ምንም አይነት እንቅፋት ካላጋጠመው፣የብርሃን ጨረሩ ቀጥታ መስመር ላይ ይንቀሳቀሳል። ይህ ባህሪ በ17ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ ፈረንሳዊው ፒየር ፌርማት የትንሹ ጊዜ መርህ (የፌርማት መርህ) እንዲቀረፅ አድርጓል።

ሌላው የብርሃን ጨረሮች ጠቃሚ ባህሪ ነፃነታቸው ነው። ይህ ማለት እያንዳንዱ ጨረሮች ያለ "ስሜት" በህዋ ውስጥ ይሰራጫሉ.ከእሱ ጋር ሳይገናኙ ሌላ ጨረር።

በመጨረሻ ሶስተኛው የብርሃን ባህሪ ከአንዱ ግልጽነት ወደሌላ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ የስርጭት ፍጥነት ለውጥ ነው።

ምልክት የተደረገባቸው 3 የብርሃን ጨረሮች ባህሪያት ለማንፀባረቅ እና ለማንፀባረቅ ህጎችን ለማውጣት ያገለግላሉ።

የአንፀባራቂ ክስተት

ይህ አካላዊ ክስተት የሚከሰተው የብርሃን ጨረር ከብርሃን የሞገድ ርዝመት በጣም የሚበልጥ ግልጽ ያልሆነ መሰናክል ሲመታ ነው። የማንጸባረቁ እውነታ በተመሳሳዩ መካከለኛ ውስጥ ባለው የጨረር አቅጣጫ ላይ ከፍተኛ ለውጥ ነው።

አንድ ቀጭን የብርሃን ጨረር ግልጽ ባልሆነ አውሮፕላን ላይ በአንግል θ₁ ወደዚህ አውሮፕላን ጨረሩ በሚመታበት ቦታ ወደ ተለመደው N ይሳባል። ከዚያም ጨረሩ በተወሰነ አንግል θ_{2 ወደተመሳሳይ መደበኛ N ይንጸባረቃል።}

1. ክስተቱ የብርሃን ጨረሮችን እና በተመሳሳይ አውሮፕላን ውስጥ ያለው N የተለመደ ውሸትን አንጸባርቋል።
2. የአንፀባራቂ አንግል እና የብርሃን ጨረር ክስተት አንግል ሁል ጊዜ እኩል ናቸው (θ₁=θ_2)።

በጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ ውስጥ የማንጸባረቅ ክስተት መተግበሪያ

የብርሃን ጨረር ነጸብራቅ ህጎች የነገሮችን ምስሎች (እውነተኛ ወይም ምናባዊ) በተለያዩ ጂኦሜትሪዎች መስተዋቶች ውስጥ ሲገነቡ ጥቅም ላይ ይውላሉ። በጣም የተለመዱት የመስታወት ጂኦሜትሪዎች፡ ናቸው።

• ጠፍጣፋ መስታወት፤
• ኮንካቭ፤
• ኮንቬክስ።

በማንኛውም ምስል መገንባት በጣም ቀላል ነው። በጠፍጣፋ መስታወት ውስጥ ሁል ጊዜ ምናባዊ ሆኖ ይወጣል ፣ ከእቃው ጋር ተመሳሳይ መጠን ያለው ፣ ቀጥተኛ ነው ፣ በእሱ ውስጥግራ እና ቀኝ የተገለበጡ ናቸው።

በኮንካቭ እና ኮንቬክስ መስተዋቶች ውስጥ ያሉ ምስሎች የተገነቡት ብዙ ጨረሮችን በመጠቀም ነው (ከኦፕቲካል ዘንግ ጋር ትይዩ፣ በትኩረት እና በመሃል በኩል ማለፍ)። የእነሱ አይነት የሚወሰነው በእቃው ከመስተዋት ርቀት ላይ ነው. ከታች ያለው ምስል ምስሎችን በኮንቬክስ እና በተንጣለለ መስተዋቶች እንዴት እንደሚገነቡ ያሳያል።

የማስመሰል ክስተት

የሁለት የተለያዩ ግልፅ ሚዲያዎችን (ለምሳሌ ውሃ እና አየር) ድንበሩን ሲያቋርጥ የጨረራውን መግቻ (ማነፃፀር) ከ90 ጋር በማይሆን አንግል ላይ ያቀፈ ነው። o.

የዚህ ክስተት ዘመናዊ የሂሳብ መግለጫ የተደረገው በ17ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ በሆላንዳዊው ስኔል እና ፈረንሳዊው ዴካርት ነው። ማዕዘኖቹን θ₁ እና θ_{3 ለክስተቱ እና ከመደበኛው N ከአውሮፕላኑ ጋር የተገናኙ ጨረሮችን በመጥቀስ ለ የማንጸባረቅ ክስተት፡}

₁ኃጢአት(θ₁)=n₂ኃጢአት(θ _3)።

ብዛቶቹ n₂እና n_{1የመገናኛ 2 እና 1 ጠቋሚ ጠቋሚዎች ናቸው። የብርሃን ፍጥነት ምን ያህል እንደሆነ ያሳያሉ። በመካከለኛው ውስጥ አየር በሌለው ቦታ ላይ ካለው ልዩነት ይለያል. ለምሳሌ, ለውሃ n=1.33, እና ለአየር - 1.00029. የ n ዋጋ የብርሃን ድግግሞሽ ተግባር መሆኑን ማወቅ አለብዎት (n ከዝቅተኛዎቹ ይልቅ ለከፍተኛ ድግግሞሽ ይበልጣል).}

በጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ ውስጥ የማንጸባረቅ ክስተት መተግበሪያ

የተገለፀው ክስተት ምስሎችን ለመገንባት ስራ ላይ ይውላልቀጭን ሌንሶች. ሌንስ በሁለት ንጣፎች የታሰረ ግልጽነት ካለው ነገር (ብርጭቆ፣ ፕላስቲክ ወዘተ) የተሰራ ነገር ነው፣ ቢያንስ አንደኛው ዜሮ ያልሆነ ኩርባ አለው። ሁለት አይነት ሌንሶች አሉ፡

• መሰብሰብ፤
• የሚበተን።

የመጋጠሚያ ሌንሶች የሚሠሩት በኮንቬክስ ሉላዊ (ሉላዊ) ወለል ነው። በውስጣቸው ያሉት የብርሃን ጨረሮች ንፅፅር የሚከሰተው በአንድ ነጥብ ላይ ሁሉንም ትይዩ ጨረሮች እንዲሰበስቡ በሚያስችል መንገድ ነው - ትኩረት. የሚበታተኑ ቦታዎች የሚሠሩት በተጠጋጋ ግልጽ ወለል ነው፣ ስለዚህ ትይዩ ጨረሮች በውስጣቸው ካለፉ በኋላ ብርሃን ይበተናል።

በሌንስ ውስጥ ያሉ ምስሎችን መገንባት በቴክኒኩ ውስጥ ካሉ ምስሎች ሉላዊ መስተዋቶች ጋር ተመሳሳይ ነው። በተጨማሪም በርካታ ጨረሮችን መጠቀም አስፈላጊ ነው (ከኦፕቲካል ዘንግ ጋር ትይዩ, ትኩረቱን በማለፍ እና በሌንስ ኦፕቲካል ማእከል በኩል). የተገኙት ምስሎች ተፈጥሮ በሌንስ አይነት እና በእቃው ላይ ያለው ርቀት ይወሰናል. ከታች ያለው ምስል ለተለያዩ ጉዳዮች በቀጭን ሌንሶች ውስጥ ያለ ነገር ምስሎችን የማግኘት ዘዴን ያሳያል።

በጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ ህጎች መሰረት የሚሰሩ መሳሪያዎች

ከነሱ በጣም ቀላሉ አጉሊ መነጽር ነው። እውነተኛ ዕቃዎችን እስከ 5 ጊዜ የሚያጎላ ነጠላ ኮንቬክስ ሌንስ ነው።

ይበልጥ የተራቀቀ መሳሪያ፣ እንዲሁም ነገሮችን ለማጉላት የሚያገለግል፣ ማይክሮስኮፕ ነው። እሱ ቀድሞውኑ የሌንስ ስርዓትን (ቢያንስ 2 የሚገጣጠሙ ሌንሶችን) ያቀፈ እና ጭማሪ እንዲያገኙ ያስችልዎታል።ብዙ መቶ ጊዜ።

በመጨረሻም ሶስተኛው ጠቃሚ የኦፕቲካል መሳሪያ የሰማይ አካላትን ለመመልከት የሚያገለግል ቴሌስኮፕ ነው። ሁለቱንም የሌንስ ስርዓት ሊያካትት ይችላል, ከዚያም የማጣቀሻ ቴሌስኮፕ ይባላል, እና የመስታወት ስርዓት - አንጸባራቂ ቴሌስኮፕ. እነዚህ ስሞች የስራውን መርሆ ያንፀባርቃሉ (ማነፃፀሪያ ወይም ነጸብራቅ)።