Геометрическая оптика — страница 9

  • Просмотров 4075
  • Скачиваний 309
  • Размер файла 58
    Кб

установлены как опытные зако­ны. Однако волновая теория объясняет их элементарным образом, исходя из принципа Гюйгенса, приложимого к волнам с неограни­ченными фронтами. Рис 1 На рисунке 1 изображена схема, объясняющая отражение плоской световой волны Е от плоской границы раздела SS двух оптически разнородных сред. Цифрами /, 2, 3, 4, ... обозначены параллельные лучи, вдоль которых распространяется энергия вол­ны, один из плоских

фронтов которой изображен прямой (следом) Е, нормальной к лучам. Расстояния между лучами /, 2, 3, 4, ... выбраны равными между собой. Световые колебания, бегущие вдоль луча /, возбуждают в точке Ог элементарную сферическую волну /, которая за время At пробегает путь 01А — сАt. Ана­логичные световые колебания возбуждают в точках 02, 03, 04, ... элементарные сферические волны //, ///, IV, ... . За время Аt колебание, идущее вдоль луча 2, пробежит путь ОA2, и

после встре­чи с поверхностью SS сферическая волна // пройдет расстояние О2A2, причем 02А'2 + 02A2 = О1А1. Точно так же будем иметь: 03А'3 + 03A3 = О1А1 и т. д. Вследствие этого элементарные сфе­рические волны /, //, ///, IV, ... будут иметь общую касательную поверхность Е', которая касается элементарных волн /, //, ///, IV, ... в точках A1, А2, А'3, A4', ... . Эта общая касатель­ная поверхность и будет представлять поверхность отраженной световой волны. Из

геометрических соотношений нетрудно пока­зать, что угол падения I равен углу отражения I ', луч падающий и отраженный находятся в одной плоскости с перпендикуляром, опущенным на поверхность раздела в точке падения. Если отражение происходит от кривых поверхностей, то закон отражения в той форме, в которой он здесь сформулирован, приме­няется к бесконечно малым участкам поверхности, которые могут приниматься с очень большой

степенью приближения за плоские. Практическое применение этого закона будет сделано в приложении к сферическим зеркалам. При отражении света на границах раздела двух сред всегда имеет место неполное отражение, так как какое-то количество света проходит в среду, от границы с которой и происходит отражение. Если эта среда слабо поглощает, то частично прошедший свет рас­пространяется в ней на большие расстояния. В случае

поглощаю­щей среды проникший в нее свет быстро поглощается, а его энергия обычно происходит по внутреннюю энергию среды. Возможны и дру­гие превращении световой энергии, проникшей во вторую среду. Введем обозначения: R — коэффициент отражения; А — коэф­фициент, определяющий поглощение света средой после его про­никновения в псе (среда полностью поглощает прошедшее в нее излучение), тогда R+A=1 Величины R и А могут иметь самые