русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Геометрическая оптика.


Дата добавления: 2014-04-18; просмотров: 2684; Нарушение авторских прав


Геометрическая оптика (ГО)-это раздел оптики, в котором считается, что длинна волны пренебрежимо мала (λ0→0).

Основа геометрической оптики это уравнение эйконала (1). Его можно получить из волнового уравнения для комплексной амплитуды (уравнения Гельмгольца).

Из уравнения эйконала, следует что геометрическая оптика применима только для коротких длин волн. Чем короче длина волны тем точнее приближение геометрической оптики. Из приближения коротких волн, следует подход к изучению распространения света на основе понятия лучей.

Луч- прямая или кривая линия, вдоль которой распространяется энергия светового поля.

Те. ГО описывает распространение электромагнитного поля, как распространение лучей в пространстве.

Волновой фронт-поверхность равной фазы или равного эйконала (поверхности которые оптически параллельны друг другу.

Свойства волновых фронтов:

- в рамках ГО волновые фронты не пересекаются между собой

- через каждую точку пространства проходит волновой фронт, и причём только один.

В ГО лучи определяются как нормали к волновому фронту. Направление луча совпадает с направлением распространения волнового фронта и определяется оптическим векторомq в каждой точке пространства.

Уравнение волнового фронта

В однородной среде лучи являются прямыми линиями. На границе раздела двух сред луч преломляется в соответствии с законом преломления. В не однородной среде лучи искривляются в сторону увеличения показателя преломления.

Рисунок 5. Оптический луч и волновой фронт

Оптическая длинна луча в однородной– это произведение геометрической длинны пути луча l на показатель преломления n среды, в которой распространяется свет.

Если среда не однородна, то путь луча можно разбить на бесконечно малые отрезки dS, в пределах каждого из которых показатель преломления можно считать постоянным и можно пользоваться выражением (4) . Если есть несколько однородных сред разделённых границами то оптическая длинна луча вычисляется как сумма в каждой среде.



  [P1P2] =nl (3) (4)   (5)

Рисунок 6. Оптическая длинна луча

В ГОдействует три основных закона и два принципа это:

- Закон прямолинейного распространения света - в прозрачной однородной среде свет распространяется по прямым линиям.

- Закон независимого распространения лучей - второй закон геометрической оптики, который утверждает, что световые лучи распространяются независимо друг от друга.

- Закон обратимости –траектория и длинна хода лучей не зависят от направления распространения.

-Принцип таутохронизма -оптическая длинна любого луча между двумя волновыми фронтами одна и та же

- Принцип Ферма- оптическая длина луча между двумя точками минимальна по сравнению со всеми другими линиями соединяющими эти две точки

 

 

Рисунок 7. Принцип таутохронизма и Принцип Ферма

 

Гомоцентрические пучки лучей – пучки лучей которые имеют общий центр, то есть все лучи выходят или сходятся в одной точке.

Рисунок 8. Гомоцентрические пучки лучей

 

Фокус (очаг) пучка-точка в которой все лучи сходятся или из которой они все выходят. Действительный фокус образован самими лучами мнимый их продолжением.

Рисунок 9. Действительный и мнимый фокусы.

 

Локальный фокус –точка где пересекаются часть лучей пучка.

Каустика-поверхность сложной формы образованная совокупностью локальных фокусов.

Астигматический пучок-частный случай негомоцентрического пучка. Бесконечно узкий астигматический пучок имеет два локальных фокуса сагиттальный Fs и меридиональный Fm. Широкий астигматический пучок имеет две плоскости симметрии, которые взаимно перпендикулярны – меридиональную и сагиттальную.

Расстояние между точками Fs и Fmэто мера астигматизма.Это расстояние называютпродольным астигматизмом δ(Fs Fm)если оно равно 0 то пучок гомоцентрический. Совокупность лучей астигматического пучка называют конусом Штурма.



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Преобразование информации в OП. | Пределы применимости геометрической оптики.


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.003 сек.