Введение Электромагнитные волны оптического диапазона

• Оптика как раздел физики

• Электромагнитные волны оптического диапазона

• Видимый диапазон

• Видимый диапазон и солнечное излучение

Фотометрия

• Действие света на детектор

• Фотометрия как раздел оптики

• Перенос энергии электромагнитной волной

  • Плотность потока энергии

  • Вектор Умова-Пойтинга

  • Постоянная и переменная составляющая вектора Умова-Пойтинга

  • Порядок величины периода световых колебаний для видимого диапазона

• Усреднение энергии детектирующим устройством

• Интенсивность

• Пропорциональность интенсивности квадрату амплитуды

• Единицы измерения интенсивности

• Эффективная интенсивность

• Два метода измерения энергии

  • энергетический (объективный)

  • визуальный (субъективный)

• Два типа фотометрических единиц

  • энергетические

  • световые (визуальные)

• Фотометрические характеристики в энергетических единицах

  • Поток энергии излучения (поток лучистой энергии)

    • Точечный источник

    • Усредненная мощность излучения через площадку

    • Единицы измерения

    • Связь потока и интенсивности

  • Сила света

    • Телесный угол

      • Определение телесного угла

      • Телесный угол, определяемый произвольной площадкой

    • Определение силы света

    • Средняя сила света

    • Изотропные источники

    • Полный световой поток

  • Освещенность

    • Связь освещенности и силы света

    • Законы освещенности

      • Закон обратных квадратов

      • Закон косинуса

  • Яркость

    • Характеризует протяженные источники

    • Видимая поверхность

    • Яркость источника

    • Ламбертовы (диффузно светящиеся) источники

  • Светимость

    • Интегральная величина

    • Светимость Ламбертовых источников

• Переход от энергетических единиц к световым (визуальным)

  • Спектральная чувствительность глаза

    • Идеальный (объективный) фотоприемник и глаз

    • Относительная видность

    • Усредненная кривая спектральной чувствительности (кривая видности)

    • Колбочки и палочки

  • Кандела – основная световая единица измерения

  • Световой поток – люмен

    • Переход от Вт к Лм

    • Абсолютная видность

  • Освещенность – люкс

  • Яркость

Основные законы оптики

• Закон прямолинейного распространения света

  • Опытные доказательства (четкая подобная геометрическая тень)

  • Ограничение (малое отверстие)

• Закон независимости световых пучков

• Закон отражения света

  • Угол падения и угол отражения

  • Ограничение

• Закон преломления света

  • Угол преломления

  • Формулировка закона

  • Относительный показатель преломления

  • Абсолютный показатель преломления

  • Показатели преломления вакуума, воды, стекла

  • Закон Снелиуса

  • Оптически более плотная среда

  • Пример с монеткой на дне водоема

  • Определение показателя преломления стекла при помощи микроскопа

  • Полное внутреннее отражение

    • Суть явления

    • Применения

      • Определение показателя преломления

      • Оптические волокна

  • Примеры применения закона преломления

    • Преломление света на плоскопараллельной пластинке (делители излучения)

    • Оптическая призма

      • Отклонение падающего излучения

      • Дисперсия света

      • Полное отражение в требуемом направлении

• Принцип Ферма

  • Траектория светового луча в однородной и неоднородной среде

  • Оптическая длина пути (однородная и неоднородная среда)

  • Принцип Ферма

  • Вывод законов прямолинейного распространения и отражения света

  • Вариационный принцип

  • Таутохронные системы

• Принцип Гюйгенса

  • Принцип Гюйгенса

  • Иллюстрация на примере плоской и сферической волны

  • Преломление параллельного пучка