Həndəsi optika qanunları. Lif optikası. İşıq dəstəsi və işıq süası

MÜHAZİRƏ 5

Həndəsi optika qanunları. Lif optikası.


1. İşıq dəstəsi və işıq süası.

Optikanın istənilən məsələsini işığın dalğa təbiətinə əsaslanaraq həll etmək mümkündür. Lakin bu zaman nisbətən mürəkkəb riyazi əməliyyatlardan istifadə etmək lazım gəlir. Ümumiyyətlə isə işığın dalğa təbiəti haqqında təsəvvürlər olmadıqda belə, güzgüdə və linzada xəyalların qurulmasında həndəsi metodlardan istifadə edilmişdir. Məhz bu metodlar həndəsi optikanın əsasını təşkil edir.

Həndəsi optika, işığın şəffaf mühitdə yayılma qanunlarını öyrənir və bu zaman əsasən işıq dəstəsi və işıq şüası anlayışlarından geniş istifadə edilir:
-işığın yayıldığı silindrik və ya konik kanal işıq dəstəsi adlanır.
-işığın yayılma istiqamətini (enerjinin yayılma istiqamətini) göstərən xətlər işıq şüası adlanır. İşıq şüası - tam həndəsi anlayışlar və o, bir növ işıq dəstəsinin oxudur.



Şəkil.1.


2. Həndəsi optikanın əsas qanunları.

Həndəsi optika üç əsas qanun üzərində qurulub:

Şəkil 2.
a) İşığın düz xətt boyunca yayılması qanunu:
- Bircins mühitdə işıq düz xətt boyunca yayılır, ona görə də cisimlərin kölgəsi əmələ gəlir.

Burada h-cismin hündürlüyü, kölgənin uzunluğu, α isə şüa ilə üfüq ara­sındakı bucaqdır. α bucağı bütün cisimlər üçün eyni olduğu üçün

yazmaq olar.

b ) İşığın qayıtma qanunu:
- düşən şüa, qayıdan şüa və bu düşmə nöqtəsindən iki mühit sərhəddinə qaldırılmış perpendikulyar bir müstəvi üzərində yerləşir.
- düşmə bucağı (α) qayıtma bucağına bərabər olur :

α = β
Ə

Şəkil 3.
gər səth ideal qaytarıcı olarsa, onda düşən və qayıdan şüaların intensivliyi eyni olar.
c) İşığın sınma qanunu:
-düşən şüa, sınan şüa və şüanın düşmə nöqtəsindən iki mühitin sərhədinə qaldırılmış perpendikulyar bir müstəvi üzərində yerləşir.
-düşmə bucağı sinusunun (α) sınma bucağının sinusuna (γ) olan nisbəti verilmiş iki mühit üçün sabit kəmiyyətdir:





n- nisbi sındırma əmsalı adlanır.
n-ın bu qiyməti düşmə bucağından asılı olmayıb verilmiş iki mühitin xassələrindən asılıdır:



Şəkil 4.



n₁ və n₂ – uyğun olaraq 1-cı və 2-ci mühitin sındırma əmsallarıdır.
olduğunu nəzərə alsaq olar.
-əgər n₁>n₂ olarsa γ>α olur.
-əgər n₁<n₂ olarsa γ<α olur.
Qeyd edək ki, iki mühit sərhəddində düşən işiq iki yerə ayrılır - qayıdan və sınan şüalara.
Bu iki şüanın intensivlikləri cəmi elə düşən şüanın intensivliyinə bərabər olur. Ayrı-ayrılıqda bu iki şüanın intensivliyinə gəldikdə isə onların intensivliyi düşmə bucağından və nisbi sındırma əmsalından kifayət qədər mürəkkəb asılı olur.