Оптические системы — от фотоаппарата до световода — строятся на законах отражения и преломления. Для расчёта линз достаточно формулы тонкой линзы и понятия оптической силы.
Что нужно знать
- Отражение: угол падения равен углу отражения.
- Преломление: $n_1 \sin\alpha = n_2 \sin\beta$; скорость света в среде $v = c / n$.
- Полное внутреннее отражение при переходе в оптически менее плотную среду, если $\sin\alpha > n_2 / n_1$ — основа световодов.
- Оптическая сила $D = 1 / F$ (дптр, F в метрах); у рассеивающей линзы $D < 0$.
- Формула тонкой линзы: $\dfrac{1}{F} = \dfrac{1}{d} + \dfrac{1}{f}$; увеличение $\Gamma = f / d$.
- Предмет дальше 2F — уменьшенное действительное изображение (фотоаппарат); между F и 2F — увеличенное (проектор); ближе F — мнимое (лупа).
- Дифракционная решётка: $d \sin\varphi = k\lambda$ — по ней измеряют длину волны лазера.
Где чаще всего ошибаются
- Подставлять фокусное расстояние в сантиметрах при расчёте оптической силы.
- Ожидать полного внутреннего отражения при переходе в более плотную среду.
- Путать действительное и мнимое изображения.
Проверить себя
По этой же теме курса есть проверочная работа из 15 заданий на 30 минут. Проверка автоматическая, результат виден сразу — и по работе целиком, и по каждой теме.