Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования - Яворский Б.М.
Скачать (прямая ссылка):
7°. Радиоастрономией называется раздел физики и астрономии, в котором космические объекты изучаются по их собственному ультракоротковолновому радиоизлучению (главным образом в области сантиметровых и дециметровых волн (таблица IV.4.1), которые слабо поглощаются на пути от объектов до Земли).
Для приема и изучения радиоизлучения космических объектов применяются специальные радиотелескопы, чувствительность которых, благодаря большим эффективным площадям антенн, значительно превосходит чувствительность самых крупных современных оптических телескопов
342 отдел iv. гл. 4. электромагнитные волны
(V. 1.7.11°). Радиоастрономические методы позволяют исследовать физические свойства поверхностных слоев планет Солнечной системы и их температуры. Исследование радиоизлучения Солнца позволяет предсказывать изменения солнечной активности и других важных его оптических свойств. Радиоастрономические методы являются единственно возможным средством изучения ядра Галактики, а также радиогалактик — весьма удаленных от Земли частей Метагалактики, недоступных наблюдению в оптические телескопы.
Отдел V
ОПТИКА
Глава 1
ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ (ЛУЧЕВАЯ) ОПТИКА
1.1. Прямолинейное распространение света
1°. Оптикой называется раздел физики, в котором изучаются явления и закономерности, связанные с возникновением, распространением и взаимодействием с веществом световых электромагнитных волн (IV.4.1.10). Световые волны охватывают на шкале электромагнитных волн (V.3.7.10) огромный диапазон, лежащий за ультракороткими миллиметровыми радиоволнами и простирающийся до наиболее короткого известного в настоящее время гамма-излучения—электромагнитных волн с длиной волны К меньшей, чем 1 ангстрем (A) [1 A=IO-10Mj.
2°. В геометрической {лучевой) оптике рассматриваются законы распространения света в прозрачных средах на основе представлений о свете как о совокупности световых лучей (IV.3.1.5°) — линий, вдоль которых распространяется энергия световых электромагнитных волн. В геометрической оптике не учитываются волновые свойства света и связанные с ними дифракционные явления (V.2.3.1°). Например, при прохождении света ____
через линзу (V.l.5.Г) с диамет- Cm
нейный размер препятствия, на котором происходит дифракция, I — расстояние от препятствия до экрана.
3°. Среда называется оптически однородной, если показатель преломления ее (V.l.2.2°) везде одинаков. В оптнче-
ром оправы где К— длина
световой волны, можно пренебречь явлением дифракции на краях линзы. Общий критерий применимости геометрической оптики: где D — ли-
Рис. V.1.1
344 ОТДЕЛ V. гл. 1. геометрическая (лучевая) оптика
ски однородной среде лучи прямолинейны: в такой среде свет распространяется прямолинейно. Это подтверждается явлением образования тени. Если S — малый по линейным размерам источник света, а /( — тело, преграждающее свету путь от источника, то за телом К образуется конус тени (рис. V. 1.1). Ни одна точка внутри этого конуса не получает свет от источника. На экране, помещенном под прямым углом к оси конуса, получается хорошо очерченная тень тела К-
Пучки световых лучей, пересекаясь, не интерферируют (V.2.2.10) и распространяются после пересечения независимо друг от друга (закон независимости световых пучков).
1.2. Законы отражения и преломления света. Полное отражение
1°. Отношение скорости света в вакууме к скорости света V в данной среде
называется абсолютным показателем преломления этой среды. Здесь е и р — относительные диэлектрическая и магнитная проницаемости среды (111.1.2.6°; 111.4.3.2°), ц,«1 для неферромагнитных сред (III.6.2.Г). Для любой среды, кроме вакуума, п>1; величина п зависит от частоты света (V.2.6.10) и состояния среды (ее плотности и температуры). Для газов при нормальных условиях пт\. В анизотропных средах (11.7.1. Г) п зависит от направления распространения света и его поляризации (V.2.5.10).
2°. Относительным показателем преломления пп второй среды относительно первой называется отношение скоростей света W1 и у а соответственно, в первой и второй средах:
где Пі тл п2 — абсолютные показатели преломления первой и второй сред.
Если пп>\, то вторая среда называется оптически более плотной, чем первая среда.
3°. При падении световых лучей на идеально плоскую границу раздела двух сред, размеры которой значительно превышают длину волны, происходят явления отражения и преломления света. Направление распространения света
1.2. ЗАКОНЫ ОТРАЖЕНИЯ И ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА 345
изменяется при переходе его во вторую среду, за исключением случая перпендикулярного падения лучей на границу раздела. Углом падения і называется угол между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела, восставленным в точке падения. Углом отражения і' называется угол между отраженным лучом и тем же перпендикуляром
В С
6
Рис. V.1.2
(рис. V.l.2). Углом преломления г называется угол между преломленным лучом и тем же перпендикуляром. 4°. Законы отражения света:
а) Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восставленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.
