Вопрос №7 Показатель преломления. Полное внутреннее преломление

Абсолютный показатель преломления среды –показатель преломления этой среды относительно ва­куума (или просто показателем преломления среды и обозначается буквой п с индексом номера среды).Он показывает, во сколько раз скорость света в среде меньше скорости света в вакууме. Относительный показатель преломления 2й среды относительно 1й- отношение синуса угла падения к синусу угла преломления для 2х данных сред( постоянная величина).

= , где n2 и n1 абсолютные показатели преломления сред.

Произведение показателя преломления среды на синус угла между нормалью и лучом при прохождении света через по­верхность раздела двух сред есть величина постоянная, назы­ваемая оптическим инвариантом.

Когда углы е и е' малы (параксиальный луч), то

г де V, v' — скорости распространения света в средах.

Принимая одну из оптических.сред за вакуум (п'=1), по­лучим формулу для вычисления абсолютного показателя преломления

т. е. показатель преломления света зависит от длины волны.

где с = 299 792 458,7+1,1 м/с — скорость распространения света в вакууме, V — скорость распространения света в

рассматри­ваемой среде.

Среда с большим показателем преломления считается оп­тически более плотной.

Полное внутреннее отражение. Всякое преломление света неизбежно сопровождается отражением части лучей от поверх­ности, разделяющей две среды с различными показателями пре­ломления. При переходе света из среды оптически более плот­ной в среду оптически менее плотную преломленный луч света отклоняется от нормали сильнее. Если увеличивать постепенно угол падения, начиная от нуля, то при некотором угле паде­ния наступает такой момент, после которого лучи не будут проникать в оптически менее плотную среду, весь пучок отра­зится полностью. Оптический инвариант

На рис. 7 видно, что при угле еmaх угол е' = 90° луч будет скользить по поверхности, тогда , откуда

Угол e max называется критическим углом падения. Если продолжать увеличивать угол е, то е' будет больше 90° и уравнение оптического инварианта потеряет смысл. Все лучи будут идти обратно в более плотную среду, отражаясь от раз­делительной поверхности. Это явление, открытое в 1604 г. Кеп­лером, получило название явления полного внутрен­него отражения.

Явление полного внутреннего отражения используется в во­локонной оптике световодах) и в рефрактометрии.

В геодезических приборах применяют многочисленные призмы полного внутреннего отражения.

Вопрос № 8 Стёкла, применяемые для изготовления оптических деталей

Оптические детали – детали изготавлевыемые из оптического стекла, кристаллов, пластмасс и др. оптических прозрачных материалов с соблюдением допусков. Это параллельные пластинки, клинья , призмы, линзы, светофильтры, зеркала, сетки, шкалы.

Для изготовления оптических деталей применяется: оптическое бесцветное и цветное стёкла, кварцевое оптическое стекло, оптические металлы, стёкла светлорассеивающие, кристаллы, фотохромные, органическое, керамика.

Стекло-оптический материал, идущий на изготовление деталей оптических систем приборов, отличающихся высокими показателями качества по однородности. Основные компоненты: окись кремнезёма, алюминия, цинка, кальция, мышьяка, магния, сурьмы, бария и т.д.

Оптическое бесцветное стекло след.типов в зависимости от хим состава:

лёгкий крон, фосфатный, баритовый, особый, переходной

- крон –это материал идущий на изготовление деталей оптических приборов, отличаются высоким . показат. однородности. Для его производства используется около 80 элементов (силициум – о - два): - лёгкий крон, фосфатный крон, тяжелый фосфатный крон, баритовый крон, тяжелый крон, сверх тяжёлый крон, оптический крон, крон флинт, баритовый флинт, оптический флинт и т.д.

Оптическое стекло разделяется на категории и классы по показателям качества, по оптической однородности, двойному лучепреломлению, пропусканию.

Механические св-ва оптического стекла характеризуются плотностью, твёрдостью, хрупкостью, упругостью. Химические св-ва: устойчивость к действию влажной атмосферы и реагентов

Цветное оптическое стекло – для изготовления светофильтров, ограничивания или ослабления пропускание света. Содержит фиолетовое, синее, сине-зелёное, зелёное, ж-з, жёлт, оранж, крас, пурпурное, нейтр, тёмное стёкла. Осн хар-ки- показатель преломления, коэффициент пропускания, оптическая плотность

Стекло оптическое кварцевое: КУ-1, КУ-2, КВ –кварцевое стекло с видимым спектром, КИ – для инфракрасного излучения.

Ограничительное стекло: бесцветное или окрашенная пластмасса .

Оптические металлы имеют тонкую зернистую структуру( СО-115).

Люминисцирующие стёкла имеют узкие полосы люминисценции