Тарау. ОПТИКА

Жарықтың қасиеттерін, таралуын және заттармен әсерлесуін зерттейтін физиканың бөлімін оптика деп атайды.

Жарық деп толқын ұзындығы 380 нанометрден 760 нанометр аралығында жататын электромагниттік толқынды айтады.

.

Жарық – көлденең толқын болып табылады.

Бір-бірімен байланысып, кеңістікте тарайтын айнымалы электр және магнит өрістерін электромагниттік толқын деп атайды.

Оптикада электр өрісінің кернеулігін қысқаша электр векторы деп атайды, ал магнит өрісінің кернеулігін қысқаша магнит векторы деп атайды.

Жарықтың фотохимиялық, физиологиялық, химиялық және т.б. әсерлері жарықтың электр векторына тәуелді болады. Сондықтан оптикада электр векторын жарық векторы деп атайды.

Жарық толқыны Максвелдің 4 теңдеуімен сипатталады.

Жарық толқынының толқындық теңдеуі келесі түрде жазылады:

мұндағы: - ортадағы жарықтың таралу жылдамдығы,

- вакуумдегі жарықтың таралу жылдамдығы.

Жарық вакуумнен кез-келген мөлдір ортадан өткенде оның фазалық жылдамдығы кемиді.

Ортаның абсолют сыну көрсеткіші деп жарықтың вакуумнен ортаға өткенде жылдамдығының қанша есе кемитінін көрсететін шаманы айтады.

.

Ортаның абсолют сыну көрсеткішінің ортаның электрлік және магниттік қасие ттерін сипаттайтын шамалармен келесі түрде байланысады:

мұндағы: - ортаның диэлектриктік өтімділігі, -ортаның магниттік өтімділігі.

Ферромагниттік емес орталар үшін және абсолют сыну көрсеткіші

Жарық векторы мен магнит векторының көбейтіндісін Умов-Пойнтинг векторы деп атайды.

.

Жарықты сипаттайтын шамаларының бірі – жарықтың интенсивтілігі болып табылады. Бірлік беттен бірлік уақытта өтетін жарық энергиясының ағынын жарықтың интенсивтілігі деп аталады. Жарықтың интенсивтілігі Умов-Пойнтинг векторының орта мәніне тең болады:

немесе

Жарық энергиясының көлемдік тығыздығы келесі формуламен анықталады:

Оптика 3 бөлімнен тұрады:

1) Геометриялық немесе сәулелік оптика

2) Толқындық оптика

3) Кванттық оптика

1. Геометриялық оптикада жарықтың табиғаты қарастырылмайды, тек практикалық тұрғыда жарықтың таралуы, заттармен әсерлесуі қарастырылады.

2. Жарықтың толқындық қасиеті көрінетін құбылыстарды зерттейтін оптиканың бөлімін толқындық оптика деп атайды. Толқындық оптикада жарықтың дисперсиясы, поляризациясы, интерференциясы, дифракция зерттеледі.

3. Кванттық оптикада жарықтың бөлшектік қасиеті көрінетін құбылыстар қарастырылады (Жарық қысымы, Комптон эффектісі, абсолют қара дененің жарық шығаруы және т.б. құбылыстар).

Жарық бір мезгілде толқындық және бөлшектік қасиет көрсетеді. Жарықтың бұл қасиеті корпускулалық-толқындық дуализм деп аталады.

Жарық жұтылғанда немесе шығарылғанда оның бөлшектік қасиеті айқынырақ байқалады, ал біртекті ортада таралғанда оның толқындық қасиеті айқынырақ байқалады.

Электромагниттік толқынның шкаласы