Занятие 1. Элементы геометрической оптики. Фотометрия

Краткие теоретические сведения

Основные формулы.

Фокусное расстояние сферического зеркала:

, где – радиус зеркала.

Оптическая сила сферического зеркала:

.

Формула сферического зеркала:

где - расстояния от полюса зеркала соответственно до предмета и изображения

Закон преломления света:

- угол падения луча, - угол преломления, – относительный показатель преломления среды.

Оптическая сила тонкой линзы:

где – абсолютный показатель преломления вещества линзы, - абсолютный показатель преломления среды.

Формула тонкой линзы:

где - расстояния от оптического центра линзы соответственно до предмета и изображения.

Оптическая сила толстой линзы толщины d:

.

Эта формула справедлива и для системы из двух тонких линз, между которыми находится среда с показателем преломления .

Угловое увеличение лупы:

,

где =25 см – расстояние наилучшего зрения.

Угловое увеличение телескопа:

,

где – фокусные расстояния объектива и окуляра.

Угловое увеличение микроскопа:

где d - расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра.

Световой поток:

,

где – сила света источника, – телесный угол, - угол между осью конуса и его образующей.

Освещенность поверхности:

где S – площадь поверхности, по которой равномерно распределяется падающий поток Ф.

Освещенность, создаваемая точечным изотропным источником:

где – расстояние от поверхности до источника света, – угол падения лучей.

Яркость:

Светимость:

где – световой поток, испускаемый поверхностью; - площадь поверхности.

Вопросы для ответа у доски

1. Сформулируйте и поясните основные законы оптики.

2. В чем заключается физический смысл абсолютного показателя преломления среды?

3. Что такое относительный показатель преломления?

4. При каком условии наблюдается полное отражение?

5. В чем заключается принцип Ферма?

6. Что такое фокусное расстояние линзы? Оптическая сила линзы? Фокальная плоскость линзы?

7. Яркость источника (определение, формула, единицы измерения).

8. Сила света (определение, формула, единицы измерения).

9. Освещенность (определение, формула, единица измерения, закон освещенности).

10. Светимость (определение, формула, единица измерения).