ИСТОЧНИКИ СВЕТА.  РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА.

 

             Еще  в глубокой древности ученые интересовались природой света.  Что такое свет?  Почему одни предметы цветные, а другие белые или черные?

             Опытным путем было установлено, что свет нагревает тела, на которые он падает.  Следовательно, он передает этим телам энергию.  Вам уже известно, что одним из видов теплопередачи является излучение.

             Свет — это излучение, но лишь та его часть, которая воспринимается глазом.  В этой связи свет называют видимым излучением.

             Поскольку свет — это излучение, то ему присущи все особенности все особенности  этого вида теплопередачи.  Это значит, что перенос энергии может осуществляться в вакууме, а энергия излучения частично поглощается телами, на которые оно падает.  Вследствие этого тела нагреваются.

            Тела, от которых исходит свет, являются источником света.  Источники света подразделяются  на естественные и искусственные.

             Естественные источники света — это Солнце, звезды, атмосферные разряды, а также светящиеся объекты животного и растительного мира. Это могут быть  светлячки, гнилушки и пр.

              Искусственные источники света, в зависимости от того, какой процесс в основе получения излучения излучения, разделяют на тепловые и люминесцирующие.

Источники света

                Все тела от которых исходит свет называют источниками света. Существуют разнообразные источники света. Одни из них тепловые, излучают свет потому, что имеют высокую температуру. К таким относятся Солнце, звезды, пламя свечи, горящего дерева или газа, поток лавы, извергающийся из вулкана, нить электрической лампочки. Другую группу составляют люминесцирующие источники света. Вы очевидно знаете, что в природе встречаются тела, которые сами излучают свет, но при этом остаются холодными. Например светлячки и некоторые морские животные. Излучение света такими источниками не зависит от температуры. Люминесцирующие источниками являются люминесцентные и газасветные лампы. Люминесценция может возникнуть при ударе. Например при раскалывании куска сахара в темноте можно увидеть его свечение. Светится экран телевизора, монитор компьютера. Люминесценция может сопровождать различные химические реакции. Например гниение дерево или различных животных. В морях и океанах люминесцирует вода из-за наличия в ней светящихся микроорганизмов. многие тела от которых исходит свет сами его не излучают. Они светятся только тогда, когда на них попадает свет от некоторого источника. Например ночью при ясной погоде мы различаем предметы, которые освещены лунным светом. На поверхности моря, озера или реки можно наблюдать лунные дорожки. Поскольку температура луны меньше 800°C, сама она цвет не излучает. Луна лишь отражает свет падающий на нее от Солнца и является источником отраженного света. К подобным источникам света относятся планеты Солнечной системы, их спутники, а также искусственные спутники Земли. Земной шар при наблюдении из космоса выглядит цветным светящимся диском, но сама поверхность земли не раскалена, она отражает свет.

 

 

            На практике все источники света имеют размеры.  При изучении световых явлений мы будем пользоваться понятием точечный источник света.

 

             Если размеры  светящегося тела намного меньше расстояния, на котором мы оцениваем его действие, то светящееся тело можно считать точечным источником.

 

 

          Громадные звезды, во много раз превосходящие  Солнце, воспринимаются нами как точечные источники света, так как находятся на колоссальном расстоянии от Земли.

         Еще оно понятие, которым мы будем пользоваться в этом разделе, — световой луч.

   

        Световой луч — это линия, вдоль которой распространяется энергия от источника света.

 

           Если между глазом и каким-нибудь источником света поместить непрозрачный предмет, то источник света мы не увидим. Это объясняется тем, что в однородной среде свет распространяется прямолинейно.

            Прямолинейное распространение света — факт, установленный  в глубокой древности.  Об этом писал еще основатель геометрии Евклид (300 лет до нашей эры).

 

            Прямолинейностью распространения света в однородной среде объясняется образование  тени и полутени.

 

                Тени людей, деревьев, зданий и других предметов хорошо наблюдаются на Земле в солнечный день.

 

                         На рисунке 123 показана тень, полученная на экране при освещении точечным источником света S непрозрачного шара А. Поскольку шар непрозрачен, то он не пропускает свет, падающий на него.  В результате на экране образуется тень.

Тень — это та область пространства, в которую не попадает свет от источника.

 

            Такую тень можно получить в  темной комнате, освещая шар карманным фонарем.  Если провести прямую через точки S и A (см. рис. 123), то на ней будет лежать и точка В. Прямая SB является лучом света, который касается шара в точке А.  Если бы свет распространялся не прямолинейно, то тень могла бы  не образоваться.  Такую четкую тень мы получили потому, что расстояние  между источником света и экраном намного больше, чем размеры лампочки.

 

          Теперь возьмем большую лампу, размеры которой сравнимы с расстоянием до экрана (рис. 124).  Вокруг тени на экране образуется частично освещенное пространство — полутень.

 

 

 

Полутень — это та область, в которую попадает свет от части источника света.

 

               Описанный выше опыт также подтверждает прямолинейное распространение  света. Поскольку в данном случае источник света состоит из множества точек и каждая из них испускает лучи, то на экране имеются области, в которых свет от одних точек попадает, а от других — нет.  Так и образуется полутень.  Это области А и В.

 

              Часть поверхности экрана  окажется совершенно неосвещенной. Это центральная область экрана.  Здесь наблюдается полная тень.

              Образованием тени при падении света на непрозрачный предмет объясняются такие явления, как затмение Солнца и Луны.

При движении вокруг Земли Луна может оказаться между Землей и Солнцем или Земля между Луной и Солнцем. В этих случаях наблюдаются солнечные или лунные затмения.

              Во время лунного затмения  Луна попадает в тень, отбрасываемую Землей (рис. 125).

              Во время солнечного затмения (рис. 126)  тень Луны падает на Землю.

 

 

 

 

 

 

                            Явление прямолинейного распространения света

           Расположим на столе источник света, два или четыре экрана с отверстиями и непрозрачный экран так, чтобы на непрозрачном экране появилась светлое пятно. Это возможно в том случае, если свет пройдет через отверстие во всех экранах. Если затем к отверстием приложить линейку, то можно заметить, что они лежат на одной прямой. Если один из экранов с отверстием сместить, то светлое пятно исчезнет. В этом случае отверстие не будут лежать на одной прямой. Данный опыт свидетельствует о том, что свет распространяется вдоль прямой линии, то есть прямолинейно.

 

 

                     Явление прямолинейного распространения света широко используется на практике. Она позволяет устанавливать прямолинейные границы участков на поверхности Земли, прокладывать линии железных дорог, взлетные полосы на аэродромах и так далее. Если поставить шесты, так чтобы глядя на крайне из них остальные не были видны и соединить линией основания шестов, то эта линия будет прямая.

 

 

 

 

Доказательство прямолинейного распространения света

 

                         Доказательство прямолинейного распространения света. Опыт по физике.

          Докажем, что свет распространяется прямолинейно. Для этого закрепим на доске источник света и включим его. С помощью диафрагмы, выделим из пучка световой луч. Этот луч распространяется вдоль доски. С помощью мела нанесем несколько меток вдоль этого луча и покажем, что эти метки расположены на прямой. Для этого приложим к меткам деревянный метр и убедимся, что свет распространяется вдоль прямой линии. Мы можем изменить направление распространения светового пучка и повторив все действия убедимся, что свет в однородном пространстве распространяется прямолинейно.

Световые пучки

 

 

                    Вы наверняка наблюдали пучки солнечного света пробивающиеся сквозь облака, световые пучки от прожектора, диапроектора, киноаппарата. Подключим к источнику тока лампочку. Свет от лампочки будет распространяться по всем направлениям. Если теперь включить карманный фонарь, то его корпус будет ограничивать световой поток и выделит световой пучок. Если перед источником поставить экран с отверстием, то с его помощью можно получить световой пучок.

 

Различные световые пучки

 

Процесс и полутени от протяжённого источника света.

        Процесс образования тени и полутени от протяжённого источника света Возьмем протяженный источник света, размерами которого нельзя пренебречь. Он имеет определенные размеры и каждая его часть испускает пучок света. Эти пучки попадают на предмет и на экране вокруг области тени образуются и частично освещенные пространства, области полутени. Полутень — это область в которую попадает свет, отчасти источника света.

 

 

 

 

Солнечное и лунное затмение.

 

                Солнечное и лунное затмение Периодически Луна частично или полностью заслоняет Солнце. Такое явление называется солнечным затмением. Солнечное затмение бывают только во время новолуния. Лунные затмения происходят при прохождении луны сквозь земную тень. Во время полного затмения Луна видна на небе только ее свет заметно слабее, чем обычно и становится темно-красным. На протяжении календарного года происходит от двух до пяти солнечных затмений и до трех лунных затмений.

 

§65. Отражение света. ЗАКОН ОТРАЖЕНИЯ СВЕТА.

 

               Вам уже известно, что свет от источника или от освещенного тела воспринимается человеком, если лучи света попадают в глаза.  Как будет вести себя свет, если на его пути имеется преграда?  Чтобы узнать это, проделаем следующий опыт.

              От источника S направим через щель пучок света на экран. Экран будет освящён, но  между источником и экраном мы ничего не увидим (рис 134,а). Теперь между источником и экраном разместим какой-то предмет: руку, листок бумаги. В этом случае излучение, достигшее поверхности предмета, отражается, изменяет свое направление и попадает в наши глаза, т.е. он становится виден.

        Если запылить воздух между экраном и источником света, то становится видимым весь пучок света (рис. 134,б).  Пылинки отражают свет и направляют его в глаза наблюдателя.  Это часто наблюдается, когда лучи солнца проникают в запыленный воздух комнаты.

 

       Известно, что  в солнечный день  при помощи зеркала можно получить световой «зайчик» на стене, полу, потолке.  Объясняется это тем, что пучок света, попадая на зеркало, отражается от него, т.е. изменяет свое направление. Солнечный «зайчик» — это след отраженного пучка на каком-либо экране.  На рисунке 135 показано отражение света от зеркальной поверхности.

 

 

        Линия  MN  поверхность раздела двух сред (воздух,зеркало).  На эту поверхность из точки S падает пучок света. Его направление задано лучом SO.  Направление отраженного пучка показано лучом  OB. Луч  SO — падающий луч, луч  OB — отраженный луч. Из точки падения луча О проведен перпендикуляр к поверхности MN.  Угол SOC,  образованный падающим лучом SO и перпендикуляром, называют углом падения (α).  Угол COB, образованный тем же перпендикуляром  OC и отраженным лучом, называют углом отражения (β).

        При изменении угла падения будет меняться и угол отражения.

 

              С помощью лимба в градусном измерение, можно доказать равенство угла падения углу отражения. Если же мы направим на зеркальную поверхность несколько лучей, то увидим, что произойдет упорядоченное отражения световых лучей. Смотри ролик «Опыт с оптической шайбой»».

 

             Во всех случаях угол падения имеет соответствующий ему угол отражения и во всех случаях угол отражения равен углу падения луча. При этом отраженный и падающий луч лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведенным к зеркалу  в точке падения луча.  Таким образом, отражение света происходит по следующему закону:  лучи падающий и отраженный лежат в оной плоскости с перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред в точке падения луча.

 

            Угол падения α равен углу отражения β.

 

∠α=∠β.

 

 

          Если луч падает на зеркало в направлении ВО (см. рис. 135), то отраженный луч пойдет в направлении OS.  Следовательно падающий и отраженный луч могут меняться местами.  Это свойство лучей (падающего и отраженного) называется обратимостью световых лучей.

        Всякая незеркальная, т.е. шероховатая, негладкая поверхность рассеивает свет, так как на ней имеются небольшие выступы и углубления.

 

          Такую поверхность можно представить  в виде целого ряда малых плоских поверхностей, расположенных под разными углами друг к другу.  Поэтому падающий на такую поверхность свет отражается по разным направлениям.

 

 

Отражение света на границе двух сред

 

 

Видеоурок.

 

 

 

ОПЫТ (?).

Закон отражение света.

В нашем распоряжении имеется осветитель, дающий узкий пучок света, так называемый луч. Лимб с круговой градусной меры. Поместим плоское зеркало в центр лимба таким образом, чтобы его нормаль, линия перпендикулярные плоскости зеркала, совпадало с отметкой в 0° на шкале лимба. Направим луч света в центра зеркала под некоторым углом. Пусть примеру угол падения альфа равен 10° мы видим, что падающий луч изменил направление своего распространения и отразился от поверхности зеркала. При измерении угла отражения бета получим, что он равен также 10°. Полученные данные измерений заносим в специальную таблицу. Увеличим угол падения альфа до 20° и посмотрим каким теперь будет угол отражением бета. Производя следующие измерения, мы обнаружили, что угол падения также равен углу отражения. Занесем полученный результат в таблицу. Мы видим, что в первых двух случаях, угол падения был равен углу отражения. Если эта закономерность, то мы можем заранее предсказать каким будет угол отражение при заданном угле падения. И так, углу падения 30° должен соответствовать угол отражения 30°, а углу падения 45° должен соответствовать угол отражения 45°. Произведем запланированные измерения. На экране хорошо видно, что наша гипотеза верна и мы можем почти окончательно заполнить таблицу измерений. Первый вывод вытекающей из наших опытов, мы можем сформулировать так. При попадании светового луча на непрозрачную поверхность имеет место явления отражение света, которая заключается в следующем: в точке падения луча на поверхность, происходит отклонение его от прямолинейного распространения путем симметричного отражения относительно нормали к плоскости, восстановлены из точке падения. Само отражение луча происходит из-за того, что часть поверхности, на которые попал падающий луч, сама становится источником света. Последнее измерение по отражению светового луча произведем при условии его нормального падения на поверхность зеркала. Создадим световой поток таким образом, чтобы направление луча совпадало с направлением нормали, то есть под углом 20°. Иначе говоря, чтобы луч света падал перпендикулярно плоскости зеркала. При нормальном падении луча на поверхность, луч отраженный в точности повторяет изначальный оптический путь. Из этого факта можно сделать еще одно очень важное предположение о таком свойстве, как обратимость световых лучей. Она заключается в том, что если обратить направление распространения световых лучей, то отраженный луч станет падающим, а подающий отраженным. То есть оптический путь светового луча в прямом направлении равен оптическому пути луча в обратном направлении.

 

 

 

 

§66. ПЛОСКОЕ ЗЕРКАЛО.

 

Рассмотрим изображение предмета в плоском зеркале.

Плоским зеркалом  называют плоскую поверхность, зеркально отражающую свет.

 

Изображение предмета в плоском зеркале образуется за зеркалом. т.е.. там, где предмета нет на самом деле. Как это получается?

Пусть из точечного источника света S попадают на зеркало MN расходящиеся лучи SO,  SO1,  SO2. (рис 139).  По закону отражения луч  SO отражается от зеркала под углом 0º;  Луч SO1 — под углом β1=α1; луч SO2 отражается под углом β2=α2.  В глаз попадает расходящийся пучок света. Если продолжить отраженные лучи на зеркало, то они сойдутся в точке S1.  В глаз попадает расходящийся пучок света, исходящий как будто бы из точки S1.  Эта точка называется мнимым изображение точки S.

               Рассмотрим, как располагается источник света относительно зеркала.  По рисунку 139 можно доказать, пользуясь признаками равенства треугольников, что S1 O= OS.  Это значит, что изображение предмета находится на таком же расстоянии за зеркалом, на каком предмет находится перед зеркалом.

 

                   Сделанный вывод подтверждает другой опыт. Укрепим на подставке кусок плоского стекла в вертикальном положении.  Подставив перед стеклом зажженную свечу (рис 140), мы увидим в стекле, как в зеркале, изображение свечи.  Возьмем теперь  вторую такую же, но незажженную свечу и расположим её по другую сторону стекла. Передвигая вторую свечу,  найдем  такое положение, при котором  вторая свеча будет казаться зажженной. Это значит, что незажженная свеча находится на том месте, где наблюдается изображение зажженной свечи.   Измерив расстояние от свечи до стекла и от её изображения до стекла, убедимся, что эти расстояния одинаковы.

 

            Таким образом, мнимое изображение предмета в плоском зеркале находится на таком же расстоянии от зеркала, на каком находится сам предмет.

              Опыт также показывает, что высота изображения свечи равна высоте самой свечи.  Это значит, что размеры изображения предмета в плоском зеркале равны размерам предмета. 

 

                Предмет и его изображение в плоском зеркале представляют собой не тождественные, а симметричные фигуры.

 

Изображение предмета в плоском зеркале.

 

 

 

Изображение предмета в плоском зеркале Поставим вертикально стеклянную пластину OO’, которая выполняет в данном опыте роль зеркала. Расположим перед пластиной карандаш AB. В стекле увидим изображение карандаша A’B’. Возьмём другой такой же карандаш и поставим его за стеклом. Будем передвигать этот карандаш до тех пор, пока он не совпадет с изображением 1 карандаша. Отметим положение карандашей и стекла измерив расстояние между каждым карандашом и стеклом. Из проделанного опыта можно сделать следующие выводы. Плоское зеркало дает прямое изображение предмета. Изображение предмета имеет те же размеры, что и предмет. Расстояние от предмета до зеркала равно расстоянию от зеркала до изображения говорят, что предмет и его изображение симметричны относительно зеркала.

 

 

Закон отражения, плоское зеркало, построение изображения.

 

               Построим изображение точечного источника света в плоском зеркале. Пусть точечный источник света C находится на расстоянии h от плоского зеркала. Выберем два луча для построения изображения этого источника. Первый луч падает перпендикулярно зеркалу, он отражается от зеркала и идет назад по прямой SO. Второй луч падает под углом α. Отразившись в точке A под таким же углом, он движется вдоль линии AA’. Мы видим, что отраженные лучи не пересекаются, но продолжение этих лучей пересекаются в точке S’, где мы и видим мнимое изображение источника. Треугольник SAS’ — равнобедренный. OA — высота этого треугольника, который делит сторону S’S пополам. Следовательно, SO равно S’O. Таким образом, h равно h’, то есть мнимое изображение источника находится на таком же расстоянии за зеркалом, на котором от зеркала находится источник.

 

 

ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА.  ЗАКОН ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА.

 

 

               Рассмотрим, как меняется направление луча при  переходе его из воздуха в воду.  В воде скорость света меньше, чем в воздухе.  Среда, в которой скорость распространения света меньше, является оптически более плотной средой.

             Таким образом,  оптическая плотность среды характеризуется различной скоростью распространения света.

            Это значит, что скорость распространения света больше в оптически менее плотной среде.  Например, в вакууме скорость света равна 300 000 км/с, а в стекле 200 000 км/с.  Когда световой пучок падает на поверхность, разделяющую две прозрачные среды с разной оптической плотностью, например, воздух и воду, то часть света отражается от этой поверхности, а другая часть проникает во вторую среду. При переходе из одной среды в другую луч света изменяет направление на границе сред (рис. 144).  Это явление называется преломлением света.

 Рассмотрим преломление света подробнее. На рисунке 145 показаны: падающий луч АО, преломленный луч ОВ и перпендикуляр к поверхности раздела двух сред, проведенный в точку падения О.  Угол АОС — угол падения (α), Угол преломления  DOB — угол преломления  .

         Луч света при переходе из воздуха в воду меняет свое направление, приближаясь  к перпендикуляру СD.

        Вода -среда более оптически плотная, чем воздух.  Если воду заменить какой-либо иной  прозрачной средой,  оптически  более плотной, чем воздух, то преломленный луч также будет  приближаться к перпендикуляру.  Поэтому можно сказать, что если свет идёт из  среды оптически менее плотной в более плотную среду, то угол преломления всегда меньше угла падения (см. рис. 145):

                Луч света, направленный перпендикулярно к границе раздела дух сред, проходит из одной среды в другую без преломления.

 

               При изменении угла падения меняется и угол преломления.  Чем больше угол падения, тем больше угол преломления (рис. 146).  При этом отношение между углами не сохраняется.  Если составить  отношение синусов углов падения и преломления, то оно остается постоянным.

 

 

              Для любой пары веществ с разной оптической плотностью можно написать:

 

где n — постоянная величина, не зависящая от угла падения. Она называется показателем преломления для двух сред.  Чем больше показатель преломления, тем сильнее преломляется луч при переходе из одной среды в другую.

 

             Таким образом, преломление света происходит по следующему закону: лучи падающий, преломленный и перпендикуляр, проведенный к границе раздела двух сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости.

             Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред:

           В атмосфере Земли происходит преломление света, поэтому мы видим звезды и Солнце выше их истинного расположения на небе.

Отражение света на границе двух сред.

 

 

 

9-й класс.

 

 

Полное внутреннее отражение

Явление полного внутреннего отражения имеет широкое применение. Она в частности используется в призмах, с помощью которых можно изменять направление световых лучей. Пусть луч света падает на грань стеклянной призмы перпендикулярна этой грани. В основании этой призмы лежит равнобедренный прямоугольный треугольник. Такой же треугольник лежит в любом другом сечение, плоскость которого параллельна основанию призмы. Луч света войдет в призму не преломляясь, поскольку он перпендикулярен грани ABED, то есть угол α = 90°. На грань BCFE луч падает под углом α = 45°, который больше предельного угла полного внутреннего отражения. Поэтому луч отразится от грани BCFE под углом β = 45° и выйдет из призмы через грань ACFD. Таким образом призма изменила направление луча на 90°, она поворачивает лучи. Такая признак используется в перископах. Призма, сечение которой изображено на этом рисунке, оборачивает лучи, то есть меняет их местами. Угол при вершине призмой равен 90°. Пусть горизонтальные лучи 1 и 2 падают на грань AB. Угол падения равен 45°. Поскольку лучи переходит из воздуха в стекло, то соответственно угол преломления меньше 45°. Соответственно, угол падения лучей на грани BC внутри призмы больше 45°, то есть больше предельного угла полного внутреннего отражения. Поэтому лучше преломляться не будут, а отразившись от граней BC попадут на грань AC. Угол падения лучей на грань AC меньше предельного угла полного внутреннего отражения, поэтому лучи преломится и выйдут из призмы. При этом они будут параллельны лучам падающим на призму. На рисунке хорошо видно, что при выходе из призмы лучи 1 и 2 меняются местами. Верхним лучом становится луч 1, который был нижним, а луч 2 становится нижнем. Такие призмы используют в оптических приборах, например в биноклях.

 

 

 

 

ЛИНЗЫ. ОПТИЧЕСКАЯ СИЛА ЛИНЗЫ. (П. § 68).

 

         Для того чтобы управлять световыми пучками, т.е. изменять направление лучей, применяют специальные приборы, например, лупу, микроскоп. Основной частью этих приборов является линза.

             Линзами называются прозрачные тела, ограниченные с двух сторон сферическими поверхностями.

            Линзы бывают двух видов,- выпуклые и вогнутые.

             Линза, у которой края намного тоньше, чем середина, является выпуклой (рис. 151, а).

              Линза, у которой края толще, чем середина, является вогнутой (рис. 151,б).

 

             Прямая АВ, проходящая через центры С1 и С2 (рис.152) сферических поверхностей, ограничивающих линзу, называется оптической осью.

            Направив на выпуклую линзу пучок лучей, параллельных оптической оси линзы, мы увидим, что после преломления в линзе эти лучи пересекают оптическую ось в одной точке (рис. 153). Эта точка называется фокусом линзы.

 

 

 

 

 

                 У каждой линзы два фокуса — по одному с каждой стороны линзы.

                  Расстояние от линзы до её фокуса называется фокусным расстоянием линзы и обозначается буквой F.

                  Если на выпуклую линзу направить пучок параллельных лучей, то после преломления в линзе они соберутся в одной точке — F (см. рис. 153).  Следовательно, выпуклая линза собирает лучи, идущие от источника.  Поэтому линза называется собирающей. 

 

 

                При прохождении лучей через вогнутую линзу наблюдается другая картина.

                Пустим пучок лучей, параллельных оптической оси, на вогнутую линзу. Мы заметим, что лучи из линзы выйдут расходящимся пучком (рис. 154).  Если такой расходящийся пучок лучей попадет в глаз, то наблюдателю будет казаться. что эти лучи выходят  из точки F.  Эта точка находится на оптической оси с той же стороны, с какой падает свет на линзу,  и называется  мнимым фокусом вогнутой линзы.  Такую линзу называют рассеивающей.

 

 

 

 

 

 

 

Построение изображения в собирающей линзе.

Для построения изображения светящейся точки, достаточно знать ход двух основных лучей в линзе. Построим изображения в собирающей линзе. Луч света 1 от точки S пройдет через оптический центр собирающие линзы не преломляясь. Луч 2 проведем параллельно главной оптической оси. Преломившийся луч пройдет через главный фокус линзы F . Точка пересечение S’, этих двух лучей, после преломления в линзе и будет изображением точки S. Она получена при пересечении двух световых лучей и является действительным.

 

 

 

 

Построение изображения в рассеивающей линзе.

Построим изображении светящейся точки, даваемые рассеивающей линзой Направим на линзу луч 1, проходящий через оптический центр. Он пройдет через линзу не преломляясь. Луч 2, параллельный главной оптической оси, после преломления пройдет через главный фокус линзы. Продолжение этих двух преломленных лучей пересекутся в точке S’. Она является изображением точки S. Изображение, которое дает рассеивающая линза, является мнимым. Она получается при пересечении не лучей, а их продолжений.

 

 

 

 

 

Строение глаза

 

Глаз является одним из важнейших органов чувств человека. 90% сведений об окружающем мире человек получает через глаза. Рассмотрим строение глаза. Глаз человека имеет почти шарообразную форму. Его диаметр у взрослого человека примерно 25 миллиметров. Глаз снаружи покрыт прочной белой оболочкой, которая защищает его от повреждений и называется склэрой. Передняя часть склеры прозрачная. Она называется роговицей. За роговицей расположена радужная оболочка. Она окрашена и определяет цвет глаз человека. Радужная оболочка непрозрачно. В ее центре находится зрачок сквозь которой световые лучи проходят внутрь глаза. Диаметр зрачка может изменяться в зависимости от интенсивности света. Таким образом зрачок выполняет роль диафрагмы. За зрачком находится хрусталик хрусталик. Прозрачен и по форме напоминает собирающую линзу. Хрусталик может быть более выпуклым или менее выпуклым. При этом изменяется его фокусное расстояние. За хрусталиком расположена стекловидное тело, заполняющая остальную часть глаза. Роговица стекловидное тело и хрусталик играют роль сложного объектива, преломляя падающие лучи света.

 

 

Преломление лучей в оптической системе глаза

 

Оптическая система глаза подобно объектива фотоаппарата. Она дает действительное, уменьшенное и перевернутое изображение предметов. Это изображение образуются на сетчатке глаза, который покрыта его задняя стенка. Таким образом сетчатка подобно пленки фотоаппарат

 

 

 

Коррекция дальнозоркости.

Дальнозоркий человек хорошо видит удаленные предметы и плохо-расплывчато близко расположены. Причина заключается в том, что ослабевают глазные мышцы. Хрусталик становится более плоским и не может увеличить свою кривизну. В этом случае, отчетливое изображение близких предметов получается за сетчаткой. Чтобы исправить дальнозоркость, нужно сильнее преломить лучи. С этой целью используют лучи собирающими линзами. На хрусталик падает пучок сходящихся лучей, который он преломляет так, что изображение получается на сетчатке. Таким образом близорукость и дальнозоркость устраняются с помощью очков.

 

 

Коррекция близорукости.

Близорукий человек достаточно хорошо видит близко расположенные предметы и не отчетливо удаленные. Близорукость обусловлена тем, что сетчатка удалена от хрусталика на расстояние больше, чем при нормальном зрение. У близоруких людей отчетливое изображение удаленного предмета получается перед сетчаткой. Для того, чтобы это изображение получилось на сетчатке, необходимо изменить ход лучей с помощью линзы. Для устранения близорукости используют очки с рассеивающими линзами. Пучок параллельных лучей пройдя сквозь такую линзу становится расходящимся. Хрусталик соберет этот расходящийся пучок на сетчатке.