1 광학이 연구되는 것. 광학은 빛의 동작과 특성을 연구하는 물리학의 한 분야입니다. 광학 기기. 거울 표면의 반사 법칙

- (그리스어는 가시적, 가시적 광에서 시각적 인식의 과학을 선택함) 광학 방사선(빛), 전파 과정 및 빛의 영향과 Va에서 관찰되는 현상을 연구하는 물리학의 한 분야입니다. 광학 방사선은 다음을 나타냅니다... ... 물리적 백과사전

- (그리스어 optike, optomai에서 나온 것 같네요). 빛의 교리와 그것이 눈에 미치는 영향. 러시아어에 포함된 외국어 사전입니다. Chudinov A.N., 1910. 광학 그리스어. optike, optomai에서 알겠습니다. 빛의 전파와 그것이 눈에 미치는 영향에 대한 과학.... 러시아어 외국어 사전

광학-그리고 f. 광학 f. 옵티케 비전 사이언스. 1. 구식 Raek(파노라마의 일종). 양귀비. 1908. 또는 광학 유리를 통해 내 영지의 그림 같은 장소를 봅니다. Derzhavin Evgeniy. 비전의 특징, 무언가에 대한 인식. 내 눈의 광학은 제한되어 있습니다. 모든 것이 어둠 속에 있다... 러시아어 갈리아어의 역사 사전

현대 백과사전

광학- 광학(OPTICS)은 빛 방출 과정, 다양한 매체에서의 전파 및 물질과의 상호 작용을 연구하는 물리학의 한 분야입니다. 광학은 전자기파 스펙트럼의 가시 부분과 인접한 자외선을 연구합니다... ... 그림 백과사전

빛과 그 특성을 연구하는 물리학의 한 분야인 OPTICS. 주요 측면에는 파동과 입자(광자)를 모두 포괄하는 LIGHT의 물리적 특성, 빛의 반사, 굴절, 편광 및 다양한 매체를 통한 전송이 포함됩니다. 광학.... 과학 기술 백과사전

광학, 광학, 많은. 아니, 여자야 (그리스어 optiko). 1. 빛의 현상과 특성을 연구하는 과학인 물리학과. 이론 광학. 응용광학. 2. 수집 이 과학의 법칙(특수)을 기반으로 하는 장치 및 도구. 지능적인... ... Ushakov의 설명 사전

- (시각 지각의 과학인 그리스 optike에서 유래) 빛 방출 과정, 다양한 매체에서의 분포 및 빛과 물질의 상호 작용을 연구하는 물리학의 한 분야입니다. 광학은 광범위한 전자기 스펙트럼을 연구합니다. ... 큰 백과사전

광학, 그리고 여성. 1. 빛 방출 과정, 전파 및 물질과의 상호 작용을 연구하는 물리학의 한 분야입니다. 2. 수집 이 과학의 법칙에 기초하여 작동하는 장치 및 도구입니다. 광학의 광섬유(특수) 부문,... ... Ozhegov의 설명 사전

광학- (그리스어 opsis 비전에서), 물리학의 필수적인 부분인 빛에 대한 연구입니다. O.는 부분적으로 지구물리학 분야(대기 O., 바다 광학 등)에, 부분적으로는 생리학(생리학) 분야에 포함됩니다. 기본적으로 물리적입니다. 컨텐츠 O.는 물리적으로 나누어져 있습니다... ... 위대한 의학백과사전

서적

광학, A.N. Matveev. 대학의 체육 전공 학생들을 위한 교육 보조 도구로 소련 고등 및 중등 교육부의 승인을 받았습니다. 출판물의 원저자의 철자로 재현되었습니다...

- 광학 개발의 역사.

- 뉴턴의 미립자 이론의 기본 조항.

- 호이겐스 파동 이론의 기본 조항.

- 빛의 본질에 대한 견해 19 – 더블 엑스 세기.

- 광학의 기본 원리.

- 빛과 기하학적 광학의 파동 특성.

- 광학 시스템으로서의 눈.

- 분광기.

- 광학 측정 장치.

- 결론.

- 사용된 문헌 목록입니다.

광학 개발의 역사.

광학은 빛의 본질, 빛 현상, 빛과 물질의 상호 작용을 연구하는 학문입니다. 그리고 거의 모든 역사는 답을 찾는 이야기입니다. 빛이란 무엇입니까?

빛에 관한 최초의 이론 중 하나인 가시 광선 이론은 기원전 400년경 그리스 철학자 플라톤에 의해 제시되었습니다. 이자형. 이 이론은 광선이 눈에서 나오며 물체를 만날 때 물체를 비추고 주변 세계의 모습을 만들어낸다고 가정했습니다. 플라톤의 견해는 많은 고대 과학자들의 지지를 받았으며, 특히 유클리드(기원전 3세기)는 광선 이론을 바탕으로 빛 전파의 직진성에 대한 교리를 확립하고 반사 법칙을 확립했습니다.

같은 해에 다음과 같은 사실이 발견되었습니다.

– 빛 전파의 직진성;

- 빛의 반사 현상과 반사의 법칙

– 빛의 굴절 현상;

– 오목 거울의 포커싱 효과.

고대 그리스인들은 나중에 기하학으로 알려지게 된 광학 분야의 토대를 마련했습니다.

중세부터 우리에게 전해 내려온 광학에 관한 가장 흥미로운 연구는 아랍 과학자 Alhazen의 연구입니다. 그는 거울에서 나오는 빛의 반사, 렌즈의 빛의 굴절 및 투과 현상을 연구했습니다. Algazen은 빛의 전파 속도가 유한하다는 생각을 처음으로 표현했습니다. 이 가설은 주요한 것이었다.

빛의 본질을 이해하는 단계.

르네상스 시대에는 다양한 발견과 발명이 이루어졌습니다. 실험적 방법은 주변 세계를 연구하고 이해하는 기초로 확립되기 시작했습니다.

수많은 실험적 사실을 바탕으로 17세기 중반에 빛 현상의 본질에 관한 두 가지 가설이 생겼습니다.

– 빛이 발광체에 의해 고속으로 방출되는 입자의 흐름이라고 가정하는 미립자;

-파동은 빛이 발광체 입자의 진동에 의해 자극되는 특수 발광 매체인 에테르의 종방향 진동 운동이라고 주장합니다.

현재까지의 빛 교리의 전체 발전은 I. Newton과 H. Huygens의 저자 인 이러한 가설의 발전과 투쟁의 역사입니다.

뉴턴의 미립자 이론의 주요 조항은 다음과 같습니다.

1) 빛은 불타는 양초와 같은 발광체에 의해 직선, 즉 광선으로 모든 방향으로 방출되는 물질의 작은 입자로 구성됩니다. 미립자로 구성된 이러한 광선이 우리 눈에 떨어지면 그 근원을 볼 수 있습니다(그림 1).

2) 가벼운 미립자는 크기가 다릅니다. 가장 큰 입자는 눈에 들어갈 때 붉은색 느낌을 주고, 가장 작은 입자는 보라색 느낌을 줍니다.

3) 흰색은 빨간색, 주황색, 노란색, 녹색, 파란색, 남색, 보라색 등 모든 색상이 혼합된 색상입니다.

4) 절대 탄성 충격의 법칙에 따라 벽에서 미립자가 반사되어 표면에서 빛이 반사됩니다(그림 2).

5) 빛의 굴절 현상은 미립자가 매질의 입자에 끌린다는 사실로 설명됩니다. 매질의 밀도가 높을수록 굴절각은 입사각이 작아집니다.

6) 뉴턴은 1666년에 발견한 빛의 분산 현상을 다음과 같이 설명했다. 모든 색상은 이미 백색광에 존재합니다. 모든 색상은 행성 간 공간과 대기를 통해 함께 전달되어 백색광 효과를 생성합니다. 다양한 미립자의 혼합물인 백색광은 프리즘을 통과한 후 굴절됩니다. 기계 이론의 관점에서 볼 때, 굴절은 가벼운 미립자에 작용하는 유리 입자의 힘으로 인해 발생합니다. 이러한 힘은 소체마다 다릅니다. 보라색의 경우 가장 크고 빨간색의 경우 가장 작습니다. 프리즘의 미립자의 경로는 각 색상마다 다르게 굴절되므로 흰색 복합 광선은 유색 구성 요소 광선으로 분할됩니다.

7) 뉴턴은 광선이 복굴절체를 통과할 때 굴절이 달라지는 특수한 특성인 "다른 면"을 갖는다는 가정을 통해 복굴절을 설명하는 방법을 설명했습니다.

뉴턴의 미립자 이론은 당시 알려진 많은 광학 현상을 만족스럽게 설명했습니다. 그 저자는 과학계에서 엄청난 명성을 누렸고, 뉴턴의 이론은 곧 모든 나라에서 많은 지지를 얻었습니다.

호이겐스의 빛 파동 이론의 기본 원리.

1) 빛은 에테르에서 탄성 주기 충격이 전파되는 것입니다. 이러한 충격은 세로 방향이며 공기 중의 소리 충격과 유사합니다.

2) 에테르는 천체 공간과 물체의 입자 사이의 틈을 채우는 가상의 매체입니다. 무중력이고, 만유인력의 법칙을 따르지 않으며, 탄력성이 크다.

3) 에테르 진동의 전파 원리는 여기가 도달하는 각 지점이 2차 파동의 중심이 되는 것입니다. 이 파동은 약하며 포락선이 통과하는 곳에서만 효과가 관찰됩니다.

표면 – 파면(Huygens 원리)(그림 3).

광원에서 직접 나오는 광파는 시각 감각을 유발합니다.

호이겐스 이론에서 매우 중요한 점은 빛의 전파 속도가 유한하다는 가정이었습니다. 그의 원리를 사용하여 과학자는 기하학적 광학의 많은 현상을 설명할 수 있었습니다.

– 빛 반사 현상과 그 법칙

– 빛의 굴절 현상과 그 법칙

– 내부 전반사 현상;

– 이중 굴절 현상;

– 광선의 독립 원리.

호이겐스의 이론은 매질의 굴절률에 대해 다음과 같은 표현을 제공합니다.

공식에 따르면 빛의 속도는 매질의 절대값에 반비례해야 한다는 것이 분명합니다. 이 결론은 뉴턴의 이론에서 나온 결론과 정반대였다. 17세기에는 실험 기술 수준이 낮아 어느 이론이 옳은지 확립하는 것이 불가능했습니다.

많은 사람들이 호이겐스의 파동 이론을 의심했지만, 빛의 본질에 대한 파동 견해를 지지하는 소수의 지지자들 중에는 M. Lomonosov와 L. Euler가 있었습니다. 이 과학자들의 연구를 통해 호이겐스의 이론은 에테르에서 전파되는 비주기적 진동뿐만 아니라 파동 이론으로 구체화되기 시작했습니다.

빛의 본질에 대한 견해 19 - 더블 엑스 세기.

1801년 T. Jung은 전 세계 과학자들을 놀라게 한 실험을 수행했습니다(그림 4).

S - 광원;

E – 화면;

B와 C는 서로 1~2mm 간격으로 떨어져 있는 매우 좁은 슬릿입니다.

뉴턴의 이론에 따르면 두 개의 밝은 줄무늬가 화면에 나타나야 하는데 실제로는 여러 개의 밝은 줄무늬와 어두운 줄무늬가 나타나고 슬릿 B와 C 사이의 간격 바로 맞은편에 밝은 선 P가 나타났습니다. 경험에 따르면 빛은 파동 현상입니다. Jung은 입자 진동과 진동 주파수에 대한 아이디어로 Huygens의 이론을 개발했습니다. 그는 간섭의 원리를 공식화하고 이를 바탕으로 얇은 판의 회절, 간섭 및 색상 현상을 설명했습니다.

프랑스 물리학자 프레넬은 호이겐스의 파동 운동 원리와 영의 간섭 원리를 결합했습니다. 이를 바탕으로 그는 회절에 대한 엄격한 수학적 이론을 개발했습니다. 프레넬은 당시 알려진 모든 광학 현상을 설명할 수 있었습니다.

프레넬 파동 이론의 기본 원리.

– 빛 – 에테르의 탄성 계수가 있는 속도로 에테르의 진동이 전파됩니다. 아르 자형– 에테르 밀도;

– 광파는 가로 방향입니다.

– 가벼운 에테르는 탄성-고체의 특성을 가지며 절대 비압축성입니다.

한 매질에서 다른 매질로 이동할 때 에테르의 탄성은 변하지 않지만 밀도는 변합니다. 물질의 상대 굴절률.

횡진동은 파동 전파 방향에 수직인 모든 방향에서 동시에 발생할 수 있습니다.

프레넬의 연구는 과학자들로부터 인정을 받았습니다. 곧 빛의 파동성을 확인하는 수많은 실험적, 이론적 연구가 등장했습니다.

19세기 중반에는 광학 현상과 전기 현상의 연관성을 나타내는 사실이 발견되기 시작했습니다. 1846년에 M. 패러데이(M. Faraday)는 자기장에 놓인 물체에서 빛의 편광면이 회전하는 것을 관찰했습니다. 패러데이는 에테르의 독특한 중첩으로 전기장과 자기장의 개념을 도입했습니다. 새로운 '전자기 에테르'가 등장했습니다. 영국의 물리학자 맥스웰(Maxwell)은 이러한 견해에 처음으로 관심을 끌었습니다. 그는 이러한 아이디어를 발전시키고 이론을 세웠습니다. 전자기장.

빛의 전자기 이론은 Huygens-Young-Fresnel의 기계 이론을 넘어서는 것이 아니라 새로운 차원으로 끌어 올렸습니다. 1900년에 독일의 물리학자 플랑크는 방사선의 양자적 성질에 관한 가설을 제시했습니다. 그 본질은 다음과 같습니다.

– 빛 방출은 본질적으로 불연속적입니다.

– 흡수는 불연속적인 부분, 즉 양자에서도 발생합니다.

각 양자의 에너지는 다음 공식으로 표현됩니다. 이자형 = 시간 N, 어디 시간플랑크 상수이고, N빛의 주파수이다.

플랑크가 나온 지 5년 후, 광전 효과에 관한 독일 물리학자 아인슈타인의 연구가 출판되었습니다. 아인슈타인은 이렇게 믿었습니다.

– 아직 물질과 상호작용하지 않은 빛은 세분화된 구조를 가지고 있습니다.

– 이산 광선 방사의 구조적 요소는 광자입니다.

그리하여 뉴턴의 미립자 이론을 바탕으로 탄생한 새로운 빛의 양자론이 등장하게 되었다. 양자는 소체의 역할을 합니다.

기본 조항.

– 빛은 개별 부분(양자)으로 방출, 전파 및 흡수됩니다.

– 빛의 양자 – 광자는 전자기 이론에 의해 설명되는 파동의 주파수에 비례하여 에너지를 전달합니다. 이자형 = 시간 N .

– 광자는 질량(), 운동량, 각운동량()을 가지고 있습니다.

– 입자로서의 광자는 주어진 매질에서 빛이 전파되는 속도와 동일한 속도로 움직이는 운동에만 존재합니다.

– 광자가 참여하는 모든 상호작용에 대해 에너지 및 운동량 보존의 일반 법칙이 유효합니다.

– 원자의 전자는 일부 이산적이고 안정적인 정지 상태에만 존재할 수 있습니다. 정지 상태에 있는 원자는 에너지를 방출하지 않습니다.

– 한 정지 상태에서 다른 정지 상태로 전환할 때 원자는 다음 주파수의 광자를 방출(흡수)합니다. E1그리고 E2– 초기 및 최종 상태의 에너지).

양자 이론의 출현으로 미립자와 파동의 특성은 빛의 본질에 대한 두 가지 상호 연관된 표현인 양면일 뿐이라는 것이 분명해졌습니다. 그것들은 파동과 미립자 속성의 동시 발현으로 표현되는 물질의 이산성과 연속성의 변증법적 통일성을 반영하지 않습니다. 동일한 방사선 과정은 공간과 시간에 전파되는 파동에 대한 수학적 장치를 사용하고 주어진 장소와 시간에 입자의 모양을 예측하는 통계적 방법을 사용하여 설명할 수 있습니다. 두 모델을 동시에 사용할 수 있으며, 조건에 따라 둘 중 하나를 선호합니다.

업적 최근 몇 년양자물리학과 파동광학의 발전 덕분에 광학 분야의 발전이 가능해졌습니다. 오늘날 빛의 이론은 계속 발전하고 있습니다.

광학은 빛의 특성과 물리적 특성, 그리고 물질과의 상호 작용을 연구하는 물리학의 한 분야입니다.

그림자의 출현 및 광학 기기의 이미지 생성과 같은 가장 단순한 광학 현상은 알려진 굴절 및 반사 법칙을 따르고 다음과 같은 개별 광선의 개념으로 작동하는 기하 광학의 틀 내에서 이해될 수 있습니다. 서로 독립적입니다. 보다 복잡한 현상을 이해하려면 이러한 현상을 빛의 물리적 특성과 관련하여 고려하는 물리적 광학이 필요합니다. 물리광학은 기하학적 광학의 모든 법칙을 도출하고 적용 가능성의 한계를 설정하는 것을 가능하게 합니다. 이러한 경계에 대한 지식이 없으면 기하학적 광학 법칙을 형식적으로 적용하면 관찰된 현상과 모순되는 결과가 발생할 수 있습니다. 그러므로 기하광학의 형식적 구성에만 국한할 수 없고 물리광학의 한 분야로 보아야 합니다.

광선의 개념은 조리개를 사용하여 좁은 평행 광선을 분리하는 균질한 매질에서 실제 광선을 고려함으로써 얻을 수 있습니다. 이 구멍의 직경이 작을수록 고립된 광선은 더 좁아지고, 한계 내에서는 원하는 만큼 작은 구멍으로 가면 직선처럼 광선을 얻을 수 있을 것 같습니다. 그러나 이러한 임의의 좁은 빔(빔)을 분리하는 과정은 회절 현상으로 인해 불가능하다. 직경 D의 조리개를 통과한 실제 광선의 불가피한 각도 확장은 회절 각도에 의해 결정됩니다. 제이 ~ 엘 / 디. 극단적인 경우에만 엘=0이면 그러한 확장은 일어나지 않으며 광선을 기하학적 선으로 말할 수 있으며 그 방향은 빛 에너지의 전파 방향을 결정합니다.

따라서 광선은 추상적인 수학적 개념이고, 기하광학은 빛의 파장이 0이 될 때 파동광학이 들어가는 대략적인 제한 사례이다.

광학 시스템으로서의 눈.

인간의 시각 기관은 눈이며, 여러 측면에서 매우 진보된 광학 시스템을 나타냅니다.

일반적으로 사람의 눈은 직경 2.5cm 정도의 구형체로서 이를 안구라고 한다(그림 5). 불투명하고 내구성이 있는 눈의 바깥층을 공막이라고 하며, 투명하고 볼록한 앞부분을 각막이라고 합니다. 공막 내부는 눈에 혈액을 공급하는 혈관으로 구성된 맥락막으로 덮여 있습니다. 각막 반대편에서 맥락막은 사람에 따라 색이 다른 홍채로 들어가며, 홍채는 투명한 물 덩어리가 들어 있는 챔버에 의해 각막과 분리됩니다.

홍채에는 동공이라고 불리는 둥근 구멍이 있으며, 그 직경은 다양합니다. 따라서 홍채는 눈에 들어오는 빛의 접근을 조절하는 횡경막 역할을 합니다. 밝은 빛에서는 동공이 작아지고, 어두운 빛에서는 동공이 커집니다. 홍채 뒤에 있는 안구 안에는 수정체가 있는데, 이는 굴절률이 약 1.4인 투명한 물질로 만들어진 양면 볼록 렌즈입니다. 렌즈는 표면의 곡률을 변경하여 광 출력을 변경할 수 있는 고리 근육으로 둘러싸여 있습니다.

눈 안쪽의 맥락막은 감광성 신경의 가지로 덮여 있으며, 특히 동공 앞쪽이 촘촘합니다. 이 가지는 눈의 광학 시스템에 의해 생성된 물체의 실제 이미지를 얻는 망막을 형성합니다. 망막과 수정체 사이의 공간은 젤라틴 구조를 가진 투명한 유리체로 채워져 있습니다. 망막에 있는 물체의 이미지가 반전됩니다. 그러나 감광성 신경으로부터 신호를 받는 뇌의 활동으로 인해 우리는 모든 사물을 자연스러운 위치에서 볼 수 있습니다.

눈의 고리 근육이 이완되면 멀리 있는 물체의 상이 망막에 맺히게 됩니다. 일반적으로 눈의 구조는 사람이 눈에서 6미터 이내에 있는 물체를 긴장 없이 볼 수 있도록 되어 있습니다. 이 경우 망막 뒤에 더 가까운 물체의 이미지가 얻어집니다. 이러한 물체의 선명한 상을 얻기 위해 환상근은 물체의 상이 망막에 나타날 때까지 수정체를 점점 더 압축한 다음, 렌즈를 압축된 상태로 유지합니다.

따라서 인간 눈의 "초점"은 환상 근육을 사용하여 렌즈의 광 파워를 변경하여 수행됩니다. 눈의 광학 시스템이 서로 다른 거리에 있는 물체의 뚜렷한 이미지를 생성하는 능력을 조절(라틴어 "조절"-적응)이라고 합니다. 매우 멀리 있는 물체를 볼 때 평행 광선이 눈에 들어옵니다. 이 경우 눈은 무한대로 수용된다고 합니다.

눈의 조절은 무한하지 않습니다. 환상근의 도움으로 눈의 광학적 힘은 12디옵터 이상 증가할 수 없습니다. 가까운 물체를 오랫동안 보면 눈이 피로해지고, 환상근이 이완되기 시작하여 물체의 상이 흐릿해집니다.

인간의 눈은 낮에도 물체를 선명하게 볼 수 있게 해줍니다. 망막의 감광성 신경 말단의 다양한 자극 정도에 적응하는 눈의 능력, 즉 관찰된 물체의 다양한 밝기 정도에 적응하는 것을 적응이라고 합니다.

특정 지점에서 눈의 시축이 수렴되는 것을 수렴이라고 합니다. 물체가 사람으로부터 상당한 거리에 있으면 한 물체에서 다른 물체로 눈을 이동할 때 눈의 축이 실제로 변하지 않으며 사람은 물체의 위치를 올바르게 결정하는 능력을 상실합니다. 물체가 매우 멀리 떨어져 있으면 눈의 축이 평행하므로 사람은 자신이 보고 있는 물체가 움직이는지 아닌지조차 판단할 수 없습니다. 사람 가까이에 있는 물체를 볼 때 수정체를 압축하는 환상근의 힘도 신체의 위치를 결정하는 데 일정한 역할을 합니다. 양

범위 oscop.

분광기는 스펙트럼을 관찰하는 데 사용됩니다.

가장 일반적인 프리즘 분광기는 두 개의 튜브로 구성되며 그 사이에 삼각 프리즘이 배치됩니다(그림 7).

콜리메이터라고 불리는 파이프 A에는 좁은 슬릿이 있는데, 그 폭은 나사를 돌려 조절할 수 있습니다. 광원은 슬릿 앞에 배치되며 슬릿의 스펙트럼을 검사해야 합니다. 슬릿은 콜리메이터 평면에 위치하므로 콜리메이터에서 나오는 광선은 평행 빔 형태로 나옵니다. 프리즘을 통과한 후 광선은 튜브 B로 향하고 이를 통해 스펙트럼이 관찰됩니다. 분광기가 측정용인 경우 특수 장치를 사용하여 스펙트럼 이미지에 눈금이 있는 눈금 이미지가 겹쳐져 스펙트럼에서 색상 선의 위치를 정확하게 결정할 수 있습니다.

광학 측정 장치는 광학 작동 원리를 갖춘 장치를 사용하여 조준(제어 대상의 경계를 헤어라인, 십자선 등으로 정렬) 또는 크기 결정을 수행하는 측정 장치입니다. 광학 측정 장비에는 세 가지 그룹이 있습니다. 광학 조준 원리를 갖춘 장치와 움직임을 보고하는 기계적 방법입니다. 광학 조준 및 움직임 보고 기능이 있는 장치; 접촉점의 움직임을 결정하기 위한 광학적 방법을 사용하여 측정 장치와 기계적으로 접촉하는 장치.

널리 보급된 최초의 장치는 복잡한 윤곽과 작은 크기의 부품을 측정하고 모니터링하기 위한 프로젝터였습니다.

가장 일반적인 두 번째 장치는 측정되는 부품이 세로 캐리지에서 이동하고 헤드 현미경이 가로 캐리지에서 이동하는 범용 측정 현미경입니다.

세 번째 그룹의 장치는 측정된 선형 수량을 측정 또는 척도와 비교하는 데 사용됩니다. 이들은 일반적으로 일반 이름 비교자로 결합됩니다. 이 장치 그룹에는 최적기(광학 장치, 측정기, 접촉 간섭계, 광학 거리 측정기 등)가 포함됩니다.

측지학(레벨, 경위의 등)에서도 광학 측정 장비가 널리 사용됩니다.

경위의(Theodolite)는 측지 작업, 지형 및 측량, 건설 등에서 방향을 결정하고 수평 및 수직 각도를 측정하기 위한 측지 도구입니다.

레벨 - 지표면의 지점 고도를 측정하고 레벨링을 수행하고 설치 중 수평 방향을 설정하는 등의 측지 도구입니다. 공장.

탐색에서는 육분의가 널리 사용됩니다. 관찰자의 위치 좌표를 결정하기 위해 수평선 위의 천체 높이 또는 가시 물체 사이의 각도를 측정하는 각도 측정 거울 반사 도구입니다. 육분의의 가장 중요한 특징은 관찰자의 시야에서 두 물체를 동시에 결합할 수 있는 능력으로, 그 사이의 각도가 측정되어 눈에 띄는 정확도 감소 없이 육분의를 비행기나 선박에서 사용할 수 있습니다. 피칭 중에도.

새로운 유형의 광학 측정 장비 개발의 유망한 방향은 판독 및 조준 등을 단순화할 수 있는 전자 판독 장치를 장착하는 것입니다.

결론.

광학의 실질적인 중요성과 다른 지식 분야에 미치는 영향은 매우 큽니다. 망원경과 분광기의 발명은 인간에게 광대한 우주에서 일어나는 가장 놀랍고 풍부한 현상의 세계를 열어 주었습니다. 현미경의 발명은 생물학에 혁명을 일으켰습니다. 사진은 과학의 거의 모든 분야에 도움이 되었으며 앞으로도 계속 도움이 될 것입니다. 과학 장비의 가장 중요한 요소 중 하나는 렌즈입니다. 그것 없이는 현미경, 망원경, 분광기, 카메라, 영화, 텔레비전 등이 없을 것입니다. 안경도 없을 것이고, 50세 이상의 많은 사람들은 글을 읽을 수 없고 시력이 필요한 많은 일을 할 수 없게 될 것입니다.

물리광학으로 연구되는 현상의 범위는 매우 광범위합니다. 광학 현상은 물리학의 다른 분야에서 연구되는 현상과 밀접하게 관련되어 있으며 광학 연구 방법은 가장 미묘하고 정확합니다. 그러므로 오랫동안 광학이 많은 기초 연구와 기본적인 물리적 관점의 발전에서 주도적인 역할을 했다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 지난 세기의 주요 물리 이론인 상대성 이론과 양자 이론은 모두 광학 연구를 기반으로 시작되고 발전했다고 말하면 충분합니다. 레이저의 발명은 광학뿐만 아니라 다양한 과학 및 기술 분야의 응용 분야에서도 광대하고 새로운 가능성을 열었습니다.

모스크바 교육위원회

월드오 아르 자형 티

모스크바 기술 대학

자연과학과

물리학의 최종 작업

주제에 :

그룹 14의 학생: Ryazantseva Oksana

교사: Gruzdeva L.N.

- Artsybyshev S.A. 물리학-M.: Medgiz, 1950.

- 즈다노프 L.S. Zhdanov G.L. 중등 교육 기관을 위한 물리학 - M.: Nauka, 1981.

- Landsberg G.S. 광학-M .: Nauka, 1976.

- Landsberg G.S. 초등물리학 교과서. - M .: 나우카, 1986.

- 프로호로프 A.M. 위대한 소련 백과사전. - M.: 소련 백과사전, 1974.

- 시부킨 D.V. 물리학 일반 과정: 광학 - M.: Nauka, 1980.

기하광학은 광학의 극히 단순한 사례이다. 본질적으로 이는 간섭 및 회절과 같은 현상을 고려하지 않거나 단순히 가정하지 않는 파동 광학의 단순화된 버전입니다. 여기의 모든 것은 극도로 단순화되었습니다. 그리고 이것은 좋은 것입니다.

기본 개념

기하광학– 투명 매체의 빛 전파 법칙, 거울 표면의 빛 반사 법칙, 빛이 광학 시스템을 통과할 때 이미지 구성 원리를 조사하는 광학 분야입니다.

중요한!이 모든 과정은 빛의 파동 특성을 고려하지 않고 고려됩니다!

실생활에서 기하학적 광학은 극도로 단순화된 모델임에도 불구하고 폭넓게 적용됩니다. 그것은 고전역학과 상대성이론과 같습니다. 고전 역학의 틀 내에서 필요한 계산을 수행하는 것이 훨씬 쉬운 경우가 많습니다.

기하광학의 기본 개념은 광선.

실제 광선은 선을 따라 전파되지 않지만 광선의 가로 크기에 따라 달라지는 유한한 각도 분포를 갖습니다. 기하광학은 빔의 가로 치수를 무시합니다.

빛의 직선 전파 법칙

이 법칙은 균질한 매질에서 빛이 직선으로 이동한다는 것을 알려줍니다. 즉, A 지점에서 B 지점으로 빛은 극복하는 데 최소한의 시간이 필요한 경로를 따라 이동합니다.

광선 독립의 법칙

광선의 전파는 서로 독립적으로 발생합니다. 무슨 뜻이에요? 이는 기하광학이 광선이 서로 영향을 미치지 않는다고 가정한다는 것을 의미합니다. 그리고 그들은 마치 다른 광선이 전혀 없는 것처럼 퍼졌습니다.

빛 반사의 법칙

빛이 거울(반사) 표면을 만나면 반사가 발생합니다. 즉, 광선의 전파 방향이 변경됩니다. 따라서 반사의 법칙에 따르면 입사광선과 반사광선은 입사점에 그려진 법선과 함께 동일한 평면에 놓여 있습니다. 또한 입사각은 반사각과 같습니다. 법선은 광선 사이의 각도를 두 개의 동일한 부분으로 나눕니다.

굴절의 법칙(스넬의)

미디어 사이의 경계면에서는 반사와 함께 굴절도 발생합니다. 광선은 반사와 굴절로 구분됩니다.

그런데! 이제 모든 독자에게 할인 혜택이 제공됩니다. 10% ~에 어떤 종류의 일이라도.

입사각과 굴절각의 사인 비율은 일정한 값이며 이러한 매체의 굴절률 비율과 같습니다. 이 양은 첫 번째 매질에 대한 두 번째 매질의 굴절률이라고도 합니다.

여기서는 내부 전반사의 경우를 별도로 고려해 볼 가치가 있습니다. 빛이 광학적으로 밀도가 높은 매질에서 밀도가 낮은 매질로 전파될 때 굴절각은 입사각보다 큽니다. 따라서 입사각이 커지면 굴절각도 커집니다. 특정 제한 입사각에서 굴절각은 90도가 됩니다. 입사각이 더 증가하면 빛이 두 번째 매질로 굴절되지 않고 입사 광선과 반사 광선의 강도가 동일해집니다. 이를 내부 전반사라고 합니다.

광선의 가역성의 법칙

특정 방향으로 전파되는 광선이 여러 가지 변화와 굴절을 겪었다고 상상해 봅시다. 광선의 가역성의 법칙에 따르면 다른 광선이 이 광선을 향해 보내지면 첫 번째 광선과 동일한 경로를 따르지만 반대 방향으로 진행됩니다.

우리는 계속해서 기하광학의 기초를 연구할 것이며, 앞으로도 다양한 법칙을 활용하여 문제를 해결하는 사례를 반드시 살펴볼 것입니다. 글쎄, 지금 궁금한 점이 있으면 전문가에게 올바른 답변을 받으십시오. 학생 서비스. 우리는 어떤 문제라도 해결하도록 도와줄 것입니다!

소개................................................. ....... .................................................. ............. ................................ 2

1장. 광학 현상의 기본 법칙................................................................ ..........4

1.1 빛의 직선 전파 법칙.................................................................. .......... .......... 4

1.2 광선 독립의 법칙.................................................................. ....................................... 5

1.3 빛 반사의 법칙................................................................ ....... .................................................. ............. .5

1.4 빛의 굴절 법칙.................................................................. ........ ................................................. ..... 5

2장. 이상적인 광학 시스템.................................................. ........................7

3장. 광학 시스템의 구성요소.................................................................. ......... .. 9

3.1 다이어프램과 광학 시스템에서의 역할.................................................. .......................... 9

3.2 입학 및 퇴사 학생.................................................................. ....... .................................................. .10

4장. 최신 광학 시스템.................................................. ........ .12

4.1 광학 시스템.......................................................... .... ............................................. .......... ..... 12

4.2 사진 장치.......................................................... .... ............................................ 13

4.3 광학 시스템으로서의 눈................................................................ ......... ................................................ 13

5장. 눈을 보조하는 광학 시스템.................................................................. 16

5.1 돋보기..................................................... .... ............................................. .......................................... 17

5.2 현미경................................................................. ... ................................................... ......................................... 18

5.3 스포팅 범위....................................................................... .................................................................... .......................................... 20

5.4 프로젝션 장치........................................................... .................................................................... ................. 21

5.5 스펙트럼 장치........................................................... ..... ............................................ .......... 22

5.6 광학 측정 장비.................................................. ..................................... 23

결론................................................. ................................................. ..................................... 28

참고문헌 .......................................................... . ................................................. ..... ..... 29

소개.

광학은 광학 방사선(빛)의 특성, 전파 및 빛과 물질의 상호 작용 중에 관찰되는 현상을 연구하는 물리학의 한 분야입니다. 광학 방사선은 전자기파이므로 광학은 전자기장의 일반적인 연구의 일부입니다.

광학은 길이가 약 10 -5 -10 -7 m인 짧은 전자기파의 전파와 관련된 물리적 현상에 대한 연구입니다. 전자기파 스펙트럼의 이 특정 영역의 중요성은 400~760nm의 좁은 파장 범위에는 사람의 눈에 직접 감지되는 가시광선 영역이 있습니다. 한편으로는 엑스레이에 의해 제한되고 다른 한편으로는 전파 방출의 마이크로파 범위에 의해 제한됩니다. 발생하는 프로세스의 물리학적 관점에서 이러한 좁은 스펙트럼의 전자기파(가시광선)를 분리하는 것은 그다지 의미가 없으므로 "광학 범위"의 개념에는 일반적으로 적외선 및 자외선도 포함됩니다.

광학 범위의 제한은 조건부이며 일반적으로 일반성에 의해 결정됩니다. 기술적 수단특정 범위의 현상을 연구하는 방법. 이러한 수단과 방법은 선형 치수가 방사선의 길이 λ보다 훨씬 큰 장치와 수광기의 사용을 사용하여 방사선의 파동 특성을 기반으로 광학 물체의 이미지를 형성하는 것이 특징입니다. 양자 특성을 기반으로 합니다.

전통에 따르면 광학은 일반적으로 기하학적, 물리적, 생리학적으로 구분됩니다. 기하광학은 빛의 본질에 대한 질문을 남기고 전파의 경험적 법칙에서 출발하며 광학적으로 균질한 매체에서 다양한 광학 특성과 직선 특성을 갖는 매체의 경계에서 굴절 및 반사되는 광선의 아이디어를 사용합니다. 그 임무는 좌표에 대한 굴절률 n의 의존성이 알려진 매질에서 광선의 경로를 수학적으로 연구하거나 반대로 광선이 발생하는 투명 및 반사 매질의 광학적 특성과 모양을 찾는 것입니다. 주어진 경로. 기하광학은 안경 렌즈부터 복잡한 렌즈, 거대한 천문 장비에 이르기까지 광학 기기의 계산과 설계에 가장 중요합니다.

물리광학은 빛의 본질과 빛 현상과 관련된 문제를 연구합니다. 빛이 횡전자파라는 진술은 빛의 회절, 간섭, 빛의 편광 및 이방성 매질에서의 전파에 대한 수많은 실험적 연구 결과에 기초합니다.

광학의 가장 중요한 전통적 문제 중 하나인 기하학적 형태와 밝기 분포 모두에서 원본에 해당하는 이미지를 얻는 것은 주로 물리적 광학이 포함된 기하학적 광학에 의해 해결됩니다. 기하광학은 물체에 대한 이미지의 기하학적 유사성을 유지하면서 물체의 각 지점도 하나의 점으로 표시되도록 광학 시스템을 어떻게 구축해야 하는지에 대한 질문에 답합니다. 이는 실제 광학 시스템의 이미지 왜곡 원인과 그 수준을 나타냅니다. 광학계를 구축하기 위해서는 요구되는 물성을 갖는 광학재료를 제조하는 기술과 광학소자를 가공하는 기술이 필수적이다. 기술적인 이유로 구면을 가진 렌즈와 거울이 가장 많이 사용되지만, 광학 시스템을 단순화하고 높은 개구율에서 화질을 향상시키기 위해 광학 요소가 사용됩니다.

제 1 장. 광학 현상의 기본 법칙.

이미 광학 연구의 첫 번째 기간에 다음과 같은 광학 현상의 네 가지 기본 법칙이 실험적으로 확립되었습니다.

1. 빛의 직선 전파 법칙.

2. 광선 독립의 법칙.

3. 거울 표면의 반사 법칙.

4. 두 투명매질의 경계에서의 빛의 굴절 법칙.

이 법칙에 대한 추가 연구는 첫째, 언뜻 보이는 것보다 훨씬 더 깊은 의미를 가지고 있으며, 둘째, 적용이 제한적이며 대략적인 법칙일 뿐이라는 것을 보여주었습니다. 기본 광학 법칙의 적용 조건과 한계의 확립은 빛의 본질에 대한 연구에서 중요한 진전을 의미했습니다.

이 법칙의 핵심은 다음과 같습니다.

균일한 매질에서 빛은 직선으로 이동합니다.

이 법칙은 유클리드의 광학 연구에서 발견되었으며 아마도 훨씬 더 일찍 알려지고 적용되었을 것입니다.

이 법칙에 대한 실험적 증거는 다음과 같이 주어진 날카로운 그림자를 관찰하여 얻을 수 있습니다. 포인트 소스빛을 이용하거나 작은 구멍을 이용해 이미지를 얻는 등의 작업을 수행합니다. 쌀. 도 1은 작은 조리개를 이용한 영상 획득을 도시하고, 영상의 모양과 크기는 직선 광선을 이용하여 투영되는 것을 보여준다.

그림 1 빛의 직선 전파: 작은 조리개를 사용한 이미지 획득.

직선 전파의 법칙은 경험에 의해 확고히 확립된 것으로 간주될 수 있습니다. 직선이라는 개념 자체가 분명히 광학적 관찰에서 비롯되었기 때문에 이는 매우 깊은 의미를 가지고 있습니다. 두 점 사이의 최단 거리를 나타내는 선인 직선의 기하학적 개념은 균질한 매질에서 빛이 전파되는 선의 개념입니다.

설명된 현상에 대한 보다 자세한 연구는 매우 작은 구멍으로 이동하면 빛의 직선 전파 법칙이 힘을 잃는다는 것을 보여줍니다.

그래서 그림에 묘사된 실험에서 1, 약 0.5mm의 구멍 크기로 좋은 이미지를 얻을 수 있습니다. 이후에 구멍을 줄이면 이미지가 불완전해지고 구멍이 약 0.5-0.1 마이크론이면 이미지가 전혀 작동하지 않고 화면이 거의 균일하게 조명됩니다.

광속은 예를 들어 다이어프램을 사용하여 강조 표시하는 별도의 광선으로 나눌 수 있습니다. 선택된 광선의 작용은 독립적인 것으로 나타났습니다. 단일 광선에 의해 생성된 효과는 다른 광선이 동시에 작용하는지 아니면 제거되는지에 의존하지 않습니다.

입사 광선, 반사 표면의 법선 및 반사 광선은 동일한 평면에 있으며(그림 2), 광선과 법선 사이의 각도는 서로 같습니다. 입사각 i는 각도와 같습니다. 반사 i." 이 법칙은 유클리드의 작품에서도 언급됩니다. 이 법칙의 확립은 이미 아주 먼 시대에 알려진 광택 있는 금속 표면(거울)의 사용과 관련이 있습니다.

쌀. 2 반사의 법칙.

쌀. 3 굴절의 법칙.

다이어프램은 광학 시스템(망원경, 거리 측정기, 현미경, 필름 및 사진 카메라 등)에서 광선의 단면을 제한하는 불투명 장벽입니다. 다이어프램의 역할은 종종 렌즈 프레임, 프리즘, 거울 및 기타 광학 부품, 눈의 동공, 조명 대상의 경계 및 분광기의 슬릿에 의해 수행됩니다.

모든 광학 시스템(무장 및 육안, 사진 장치, 투영 장치)은 궁극적으로 평면(스크린, 사진 판, 망막)에 이미지를 그립니다. 물체는 대부분의 경우 3차원입니다. 그러나 이상적인 광학 시스템이라도 제한 없이 평면 위에 3차원 물체의 이미지를 제공할 수는 없습니다. 실제로 3차원 물체의 개별 점은 광학 시스템으로부터 서로 다른 거리에 있으며 서로 다른 공액 평면에 해당합니다.

발광점 O(그림 5)는 EE와 결합된 MM 1 평면에서 O`의 선명한 이미지를 제공합니다. 그러나 점 A와 B는 A`와 B`에서 선명한 이미지를 제공하고 MM 평면에서는 밝은 원으로 투영되며 그 크기는 빔 폭의 제한에 따라 달라집니다. 시스템이 무제한이 아닌 경우 A와 B의 빔은 평면 MM을 고르게 비춥니다. 즉, 물체의 이미지는 얻을 수 없고 평면 EE에 있는 개별 점의 이미지만 얻을 수 있음을 의미합니다.

빔이 좁을수록 평면에서 물체의 공간 이미지가 더 선명해집니다. 보다 정확하게는 평면에 묘사되는 공간 개체 자체가 아니라 특정 평면 EE(설치 평면)에 개체를 투영하는 평면 그림이 이미지 평면 MM이 있는 시스템과 관련하여 결합됩니다. 투영 중심은 시스템의 지점 중 하나입니다(광학 기기의 입사 동공 중심).

조리개의 크기와 위치는 조명과 이미지 품질, 광학 시스템의 심도와 해상도, 시야각을 결정합니다.

광선을 가장 강력하게 제한하는 조리개를 조리개 또는 유효 조리개라고 합니다. 이 다이어프램이 렌즈 프레임보다 광선을 더 강하게 제한하는 경우 렌즈 프레임이나 특수 폭발성 다이어프램이 그 역할을 수행할 수 있습니다.

쌀. 6. BB – 조리개 다이어프램; B 1 B 1 – 입학 학생; B 2 B 2 – 출구 동공.

폭발 조리개 다이어프램은 복잡한 광학 시스템의 개별 구성 요소(렌즈) 사이에 위치하는 경우가 많지만(그림 6) 시스템 앞이나 뒤에 배치할 수도 있습니다.

BB가 실제 개구 조리개이고(그림 6) B 1 B 1 및 B 2 B 2가 시스템 전면 및 후면 부분의 이미지인 경우 BB를 통과하는 모든 광선은 B 1 B를 통과합니다. 1 및 B 2 B 2 또는 그 반대로, 즉 다이어프램 ВВ, В 1 В 1, В 2 В 2는 활성 빔을 제한합니다.

입사동은 들어오는 광선을 가장 강하게 제한하는 실제 구멍이나 그 이미지의 동공입니다. 물체의 평면과 광축의 교차점에서 가장 작은 각도에서 볼 수 있습니다.

출사동은 시스템에서 나오는 빔을 제한하는 구멍 또는 그 이미지입니다. 입구와 출구 동공은 전체 시스템과 관련하여 공액입니다.

입구 동공의 역할은 하나 또는 다른 구멍이나 그 이미지(실제 또는 가상)에 의해 수행될 수 있습니다. 일부 중요한 경우에는 이미징된 물체가 조명된 구멍(예: 분광기의 슬릿)이고 조명은 구멍 근처에 있는 광원이나 보조 콘덴서를 통해 직접 제공됩니다. 이 경우 위치에 따라 광원이나 이미지의 경계, 콘덴서의 경계 등이 입사동의 역할을 할 수도 있다.

조리개 다이어프램이 시스템 앞에 있는 경우 이는 입사 동공과 일치하고 출사 동공은 이 시스템의 이미지가 됩니다. 만약 그것이 시스템 뒤에 있다면, 그것은 사출동공과 일치하고, 입사동은 시스템에서 그것의 이미지가 될 것입니다. 폭발물의 개구 다이어프램이 시스템 내부에 있는 경우(그림 6) 시스템 전면의 이미지 B 1 B 1이 입구 동공 역할을 하고 시스템 후면의 이미지 B 2 B 2 출구 학생 역할을합니다. 물체의 평면과 축의 교점에서 입사동공의 반경이 보이는 각도를 "개구각"이라 하고, 그 점에서 출사동의 반경이 보이는 각도를 "개구각"이라고 합니다. 이미지 평면과 축의 교차점은 투사 각도 또는 출구 조리개 각도입니다. [삼]

4장. 현대 광학 시스템.

얇은 렌즈는 가장 단순한 광학 시스템을 나타냅니다. 단순한 얇은 렌즈는 주로 안경용 안경 형태로 사용됩니다. 또한, 렌즈를 돋보기로 활용하는 것도 잘 알려져 있다.

프로젝션 램프, 카메라 및 기타 장치와 같은 많은 광학 기기의 작동은 얇은 렌즈의 작동과 개략적으로 비교할 수 있습니다. 그러나 얇은 렌즈는 광원에서 주 광축을 따라 또는 큰 각도로 나오는 좁은 단일 색상 빔으로 자신을 제한할 수 있는 비교적 드문 경우에만 좋은 이미지를 제공합니다. 이러한 조건이 충족되지 않는 대부분의 실제 문제에서는 얇은 렌즈로 생성되는 이미지가 다소 불완전합니다. 따라서 대부분의 경우 그들은 굴절 표면이 많고 이러한 표면의 근접성 요구 사항(얇은 렌즈로 충족되는 요구 사항)에 의해 제한되지 않는 보다 복잡한 광학 시스템을 구성하는 데 의존합니다. [ 4 ]

일반적으로 사람의 눈은 직경 2.5cm 정도의 구형체로서 이를 안구라고 한다(그림 10). 불투명하고 내구성이 있는 눈의 바깥층을 공막이라고 하며, 투명하고 볼록한 앞부분을 각막이라고 합니다. 공막 내부는 눈에 혈액을 공급하는 혈관으로 구성된 맥락막으로 덮여 있습니다. 각막 반대편에서 맥락막은 사람에 따라 색이 다른 홍채로 들어가며, 홍채는 투명한 물 덩어리가 들어 있는 챔버에 의해 각막과 분리됩니다.

홍채에는 둥근 구멍이 있고,

동공이라고 하며 그 직경은 다양할 수 있습니다. 따라서 홍채는 눈에 들어오는 빛의 접근을 조절하는 횡경막 역할을 합니다. 밝은 빛에서는 동공이 작아지고, 어두운 빛에서는 동공이 커집니다. 홍채 뒤에 있는 안구 안에는 수정체가 있는데, 이는 굴절률이 약 1.4인 투명한 물질로 만들어진 양면 볼록 렌즈입니다. 렌즈는 표면의 곡률을 변경하여 광 출력을 변경할 수 있는 고리 근육으로 둘러싸여 있습니다.

눈의 고리 근육이 이완되면 멀리 있는 물체의 상이 망막에 맺히게 됩니다. 일반적으로 눈의 구조는 사람이 눈에서 6m 이내에 있는 물체를 긴장 없이 볼 수 있도록 되어 있습니다. 이 경우 망막 뒤에 더 가까운 물체의 이미지가 얻어집니다. 이러한 물체의 선명한 상을 얻기 위해 환상근은 물체의 상이 망막에 나타날 때까지 수정체를 점점 더 압축한 다음, 렌즈를 압축된 상태로 유지합니다.

제5장. 눈을 보호하는 광학 시스템

눈은 얇은 렌즈는 아니지만 광선이 실질적으로 굴절 없이 통과하는 지점을 찾을 수 있습니다. 광학 중심 역할을 하는 지점입니다. 눈의 광학 중심은 렌즈 뒷면 근처의 렌즈 내부에 있습니다. 눈의 깊이라고 불리는 광학 중심에서 망막까지의 거리 h는 정상 눈의 경우 15mm입니다.

광학 중심의 위치를 알면 눈의 망막에 물체의 이미지를 쉽게 구성할 수 있습니다. 이미지는 항상 실제이고 축소되어 있으며 반전되어 있습니다(그림 11, a). 물체 S 1 S 2가 광학 중심 O에서 보이는 각도 ψ를 시각 각도라고 합니다.

망막은 복잡한 구조를 가지고 있으며 빛에 민감한 개별 요소로 구성됩니다. 따라서 서로 너무 가까이 위치하여 망막의 이미지가 동일한 요소에 속하는 물체의 두 지점이 눈에 하나의 지점으로 인식됩니다. 흰색 배경에 있는 두 개의 빛나는 점이나 두 개의 검은 점이 여전히 눈으로 별도로 인식되는 최소 시야각은 약 1분입니다. 눈은 1인치 미만의 각도에서 보는 물체의 세부적인 부분을 잘 인식하지 못합니다. 이는 눈에서 34cm 거리에서 길이가 1cm인 세그먼트가 보이는 각도입니다. 조명이 약한 경우(해질녘) 최소 해상도 각도가 증가하여 1°에 도달할 수 있습니다.

물체를 눈에 더 가까이 가져가면 화각이 증가하므로 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.

작은 세부 사항을 더 잘 구별하는 능력. 그러나 눈의 수용 능력이 제한되어 있기 때문에 눈에 아주 가까이 가져갈 수는 없습니다. 정상적인 눈의 경우 물체를 보는 데 가장 적합한 거리는 약 25cm이며, 이 거리에서는 눈이 과도한 피로 없이 세부 사항을 충분히 잘 구분할 수 있습니다. 이 거리를 가장 잘 보이는 거리라고 합니다. 근시인 경우 이 거리는 다소 작습니다. 따라서 근시인 사람들은 정상 시력을 가진 사람들이나 원시인 사람들보다 문제의 물체를 눈에 더 가깝게 위치시키면 더 넓은 시야각에서 물체를 보고 작은 세부 사항을 더 잘 구별할 수 있습니다.

광학 기기를 사용하면 화각이 크게 증가합니다. 목적에 따라 눈을 보호하는 광학 기기는 다음과 같은 큰 그룹으로 나눌 수 있습니다.

1. 매우 작은 물체를 검사하는 데 사용되는 장치(돋보기, 현미경). 이러한 장치는 문제의 물체를 "확대"하는 것처럼 보입니다.

2. 멀리 있는 물체를 보기 위해 설계된 장비(스포팅 스코프, 쌍안경, 망원경 등). 이러한 장치는 문제의 물체를 "더 가까이 가져오는" 것처럼 보입니다.

광학기기를 사용할 때 화각을 증가시키면 육안으로 보는 이미지에 비해 망막에 맺히는 사물의 이미지 크기가 커지고 결과적으로 세부적인 인식 능력이 향상됩니다. 무장한 눈의 경우 망막의 길이 b" 대 육안의 이미지 길이 b(그림 11, b)의 비율을 광학 장치의 배율이라고 합니다.

그림을 사용하여 도 11b에서 N의 증가는 기구를 통해 물체를 볼 때의 시야각 ψ" 대 육안의 시야각 ψ의 비율과 동일하다는 것을 쉽게 알 수 있다. 왜냐하면 ψ"와 ψ는 작기 때문이다. [2,3] 그래서,

N = b" / b = ø" / ø,

여기서 N은 물체의 배율입니다.

b"는 무장한 눈의 망막 상의 이미지 길이입니다.

b는 육안으로 볼 때 망막 상의 이미지 길이입니다.

ø" – 광학 기기를 통해 물체를 볼 때의 화각;

ψ – 육안으로 물체를 볼 때의 화각.

가장 간단한 광학 기기 중 하나는 작은 물체의 확대된 이미지를 보기 위해 설계된 수렴 렌즈인 돋보기입니다. 렌즈를 눈 가까이 가져오고 물체는 렌즈와 주 초점 사이에 위치합니다. 눈은 물체의 가상 이미지와 확대된 이미지를 보게 됩니다. 무한대로 조정된 완전히 편안한 눈으로 돋보기를 통해 물체를 검사하는 것이 가장 편리합니다. 이를 위해 물체는 렌즈의 주 초점면에 배치되어 물체의 각 지점에서 나오는 광선이 렌즈 뒤에서 평행한 광선을 형성합니다. 그림에서. 그림 12는 물체의 가장자리에서 나오는 두 개의 광선을 보여줍니다. 무한대에 수용되는 눈에 들어가면 평행 광선의 광선이 망막에 집중되어 여기에서 물체의 선명한 이미지를 제공합니다.

각도 확대.눈은 렌즈에 매우 가깝기 때문에 렌즈의 광학 중심을 통해 물체의 가장자리에서 나오는 광선이 형성하는 각도 2γ로 화각을 취할 수 있습니다. 돋보기가 없다면 물체를 눈에서 가장 잘 보이는 거리(25cm)에 배치해야 하며 시야각은 2β와 같습니다. 변이 25cm이고 Fcm이고 물체 Z의 절반을 나타내는 직각삼각형을 고려하면 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

여기서 2γ는 돋보기를 통해 관찰했을 때의 시야각입니다.

2β - 육안으로 관찰할 때의 시야각;

F – 물체에서 돋보기까지의 거리;

Z는 해당 물체 길이의 절반입니다.

작은 세부 사항은 일반적으로 돋보기를 통해 검사되므로 각도 γ 및 β가 작다는 점을 고려하여 접선을 각도로 대체할 수 있습니다. 이는 돋보기 = = 를 확대하기 위한 다음 표현식을 제공합니다.

따라서 돋보기의 배율은 1/F, 즉 광학적 배율에 비례합니다.

작은 물체를 볼 때 고배율을 얻을 수 있는 장치를 현미경이라고 합니다.

가장 간단한 현미경은 두 개의 수집 렌즈로 구성됩니다. 매우 짧은 초점 렌즈 L1은 돋보기처럼 접안렌즈에 의해 보이는 물체 P"Q"(그림 13)의 매우 확대된 실제 이미지를 제공합니다.

렌즈에 의해 주어진 선형 배율을 n 1로 표시하고 접안 렌즈에 의해 n 2로 표시하면 = n 1 및 = n 2를 의미합니다.

여기서 P"Q"는 물체의 확대된 실제 이미지이고;

PQ – 품목 크기

이 표현식을 곱하면 = n 1 n 2가 됩니다.

여기서 PQ는 객체의 크기입니다.

P""Q"" - 물체의 확대된 가상 이미지;

n 1 – 렌즈의 선형 배율;

n 2 - 접안렌즈의 선형 배율입니다.

이는 현미경의 배율이 대물렌즈와 접안렌즈의 배율의 곱과 동일하다는 것을 보여줍니다. 따라서 최대 1000배 이상까지 매우 높은 배율을 제공하는 기기를 제작하는 것이 가능합니다. 좋은 현미경에서는 렌즈와 접안렌즈가 복잡합니다.

접안렌즈는 일반적으로 두 개의 렌즈로 구성되지만 렌즈는 훨씬 더 복잡합니다. 고배율을 얻으려는 욕구로 인해 광학 출력이 매우 높은 단초점 렌즈를 사용해야 합니다. 문제의 물체가 렌즈에 매우 가깝게 배치되어 첫 번째 렌즈의 전체 표면을 채우는 넓은 광선 빔을 생성합니다. 이는 선명한 이미지를 얻기에 매우 불리한 조건, 즉 두꺼운 렌즈와 중심에서 벗어난 빔을 만듭니다. 따라서 모든 종류의 단점을 해결하려면 다양한 유형의 유리로 구성된 다양한 렌즈를 조합해야 합니다.

현대 현미경에서는 이론적 한계에 거의 도달했습니다. 현미경을 통해 아주 작은 물체도 볼 수 있지만, 그 상은 물체와 전혀 닮지 않은 작은 반점의 형태로 나타난다.

이러한 작은 입자를 검사할 때 그들은 소위 울트라현미경(ultramicroscope)을 사용하는데, 이는 현미경 축에 수직인 측면에서 문제의 물체를 집중적으로 조명할 수 있는 콘덴서가 있는 일반 현미경입니다.

초현미경을 사용하면 크기가 밀리미크론을 초과하지 않는 입자를 감지하는 것이 가능합니다.

가장 간단한 탐지 범위는 두 개의 수렴 렌즈로 구성됩니다. 보는 물체를 향하는 하나의 렌즈를 대물렌즈라고 하고, 관찰자의 눈을 향하는 다른 렌즈를 접안렌즈라고 합니다.

렌즈 L 1은 렌즈의 주 초점 근처에 있는 물체 P 1 Q 1의 실제 반전 및 크게 축소된 이미지를 제공합니다. 접안렌즈는 물체의 이미지가 주요 초점에 놓이도록 배치됩니다. 이 위치에서 접안렌즈는 물체의 실제 이미지를 보는 데 도움이 되는 돋보기 역할을 합니다.

돋보기와 같은 파이프의 효과는 화각을 높이는 것입니다. 튜브를 사용하면 일반적으로 물체의 길이보다 몇 배 더 먼 거리에서 물체를 검사합니다. 따라서 튜브 없이 물체를 볼 수 있는 화각은 렌즈의 광학 중심을 통해 물체의 가장자리에서 나오는 광선이 이루는 각도 2β로 간주할 수 있습니다.

이미지는 2γ 각도에서 볼 수 있으며 거의 렌즈의 초점 F와 접안 렌즈의 초점 F 1에 있습니다.

공통변 Z'를 갖는 두 개의 직각삼각형을 고려하면 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

F - 렌즈 초점;

F 1 - 접안렌즈 초점;

Z"는 해당 물체 길이의 절반입니다.

각도 β 및 γ는 크지 않으므로 충분한 근사치를 사용하여 tanβ 및 tgγ를 각도로 대체한 다음 파이프의 증가 = ,

여기서 2γ는 물체의 이미지가 보이는 각도입니다.

2β - 물체가 육안으로 보이는 화각;

F - 렌즈 초점;

F 1 - 접안렌즈 초점.

튜브의 각도 배율은 접안 렌즈의 초점 거리에 대한 렌즈의 초점 거리의 비율에 의해 결정됩니다. 고배율을 얻으려면 장초점 렌즈와 단초점 접안렌즈가 필요합니다. [ 1 ]

투사 장치는 시청자에게 도면, 사진 또는 도면의 확대된 이미지를 화면에 표시하는 데 사용됩니다. 유리나 투명 필름에 그림을 그리는 것을 슬라이드라고 하며, 이러한 그림을 표시하도록 설계된 장치 자체가 다이아스코프입니다. 장치가 불투명한 그림과 그림을 표시하도록 설계된 경우 이를 에피스코프라고 합니다. 두 경우 모두에 맞게 설계된 장치를 외막경이라고 합니다.

앞에 있는 물체의 상을 만드는 렌즈를 렌즈라고 합니다. 일반적으로 렌즈는 개별 렌즈에 내재된 가장 중요한 단점을 제거한 광학 시스템입니다. 사물의 이미지가 보는 사람에게 선명하게 보이려면 사물 자체가 밝게 빛나야 합니다.

투영 장치의 설계도는 그림 16에 나와 있습니다.

광원 S는 오목 거울(반사경) R의 중앙에 배치됩니다. 광원 S에서 직접 나오는 빛은 반사경에서 반사됩니다. 아르 자형,두 개의 평면 볼록 렌즈로 구성된 콘덴서 K에 떨어집니다. 콘덴서는 이러한 광선을 모아서

콜리메이터라고 불리는 파이프 A에는 좁은 슬릿이 있는데, 그 폭은 나사를 돌려 조절할 수 있습니다. 광원은 슬릿 앞에 배치되며 슬릿의 스펙트럼을 검사해야 합니다. 슬릿은 콜리메이터의 초점면에 위치하므로 광선은 평행 빔의 형태로 콜리메이터를 빠져나갑니다. 프리즘을 통과한 후 광선은 튜브 B로 향하고 이를 통해 스펙트럼이 관찰됩니다. 분광기가 측정용인 경우 특수 장치를 사용하여 스펙트럼 이미지에 눈금이 있는 눈금 이미지가 겹쳐져 스펙트럼에서 색상 선의 위치를 정확하게 결정할 수 있습니다.

스펙트럼을 검사할 때는 사진을 찍은 다음 현미경을 사용하여 연구하는 것이 더 나은 경우가 많습니다.

스펙트럼을 촬영하는 장치를 분광기라고 합니다.

분광기 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 18.

복사 스펙트럼은 렌즈 L 2를 사용하여 반투명 유리 AB에 초점이 맞춰지며, 사진 촬영 시 사진 판으로 교체됩니다. [2]

널리 보급된 최초의 장치는 복잡한 윤곽과 작은 크기의 부품을 측정하고 모니터링하기 위한 프로젝터였습니다.

가장 일반적인 두 번째 장치는 측정되는 부품이 세로 캐리지에서 이동하고 헤드 현미경이 가로 캐리지에서 이동하는 범용 측정 현미경입니다.

측지학(레벨, 경위의 등)에서도 광학 측정 장비가 널리 사용됩니다.

경위의(Theodolite)는 측지 작업, 지형 및 측량, 건설 등에서 방향을 결정하고 수평 및 수직 각도를 측정하기 위한 측지 도구입니다.

레벨 - 지표면의 지점 고도를 측정하고 레벨링을 수행하고 설치 중 수평 방향을 설정하는 등의 측지 도구입니다. 공장.

새로운 유형의 광학 측정 장비 개발의 유망한 방향은 판독 및 조준 등을 단순화할 수 있는 전자 판독 장치를 장착하는 것입니다. [ 5 ]

제 6 장. 과학 기술 분야의 광학 시스템 적용.

과학기술 분야에서 광학계의 응용과 역할은 매우 크다. 광학 현상을 연구하고 광학 기기를 개발하지 않았다면 인류는 이렇게 높은 수준의 기술 발전에 도달할 수 없었을 것입니다.

거의 모든 현대 광학 기기는 광학 현상을 직접적으로 시각적으로 관찰할 수 있도록 설계되었습니다.

이미지 구성의 법칙은 다양한 광학 기기 구성의 기초가 됩니다. 모든 광학 장치의 주요 부분은 일종의 광학 시스템입니다. 일부 광학 장치에서는 이미지가 화면에서 얻어지는 반면 다른 장치는 눈으로 작동하도록 설계되었습니다. 후자의 경우 장치와 눈은 단일 광학 시스템을 나타내며 이미지는 눈의 망막에서 얻어집니다.

공부 좀 화학적 특성과학자들은 고체 표면에 이미지를 고정하고 이 표면에 이미지를 투사하기 위해 렌즈로 구성된 광학 시스템을 사용하기 시작했습니다. 따라서 세계는 사진 및 필름 카메라를 받았으며 이후 전자 제품의 개발과 함께 비디오 및 디지털 카메라가 등장했습니다.

눈에 거의 보이지 않는 작은 물체를 연구하려면 돋보기를 사용하고 배율이 충분하지 않으면 현미경을 사용합니다. 현대 광학현미경은 이미지를 최대 1000배까지 확대할 수 있고, 전자현미경은 수만배까지 확대할 수 있습니다. 이를 통해 분자 수준에서 물체를 연구하는 것이 가능해졌습니다.

현대 천문학 연구는 '갈릴레오의 나팔'과 '케플러의 나팔'이 없었다면 불가능했을 것입니다. 일반 극장 쌍안경에 자주 사용되는 갈릴리관은 물체의 직접적인 이미지를 제공하는 반면, 케플러 튜브는 반전된 이미지를 제공합니다. 결과적으로 케플러 튜브를 지상 관측에 사용하려면 래핑 시스템(추가 렌즈 또는 프리즘 시스템)이 장착되어 이미지가 직접적으로 표시됩니다. 그러한 장치의 예로는 프리즘 쌍안경이 있습니다.

케플러관의 장점은 측정 저울, 사진 촬영용 사진 판 등을 배치할 수 있는 평면에 추가 중간 이미지가 있다는 것입니다. 결과적으로 천문학 및 측정과 관련된 모든 경우에 케플러 튜브가 사용됩니다.

망원경처럼 만들어진 망원경과 함께 굴절경, 거울(반사) 망원경 또는 반사경은 천문학에서 매우 중요합니다.

각 망원경이 제공하는 관측 기능은 개구부의 직경에 따라 결정됩니다. 그러므로 고대부터 과학적, 기술적 사고는 이를 찾는 것을 목표로 삼아 왔습니다.

대형 거울과 렌즈를 만드는 방법.

각각의 새로운 망원경이 건설됨에 따라 우리가 관찰하는 우주의 반경이 확장됩니다.

외부 공간에 대한 시각적 인식은 정상적인 조건에서 두 눈을 사용하는 필수 상황인 복잡한 동작입니다. 눈의 뛰어난 이동성 덕분에 우리는 물체의 한 지점을 빠르게 고정할 수 있습니다. 동시에 문제의 물체까지의 거리를 추정할 수 있을 뿐만 아니라 이 거리를 서로 비교할 수도 있습니다. 이 평가는 공간의 깊이, 물체 세부 사항의 체적 분포에 대한 아이디어를 제공하고 입체 시각을 가능하게 합니다.

입체 이미지 1과 2는 각각 한쪽 눈 앞에 배치된 렌즈 L 1 과 L 2 를 사용하여 볼 수 있습니다. 사진은 렌즈의 초점면에 있으므로 이미지는 무한대에 있습니다. 두 눈은 무한대로 수용됩니다. 두 사진의 이미지는 S면에 놓인 하나의 부조물처럼 인식된다.

입체경은 현재 지형 이미지를 연구하는 데 널리 사용됩니다. 두 지점에서 해당 지역을 촬영하면 두 장의 사진이 얻어지며 입체경을 통해 지형을 명확하게 볼 수 있습니다. 입체 시력의 예민함은 입체경을 사용하여 위조 문서, 화폐 등을 탐지하는 것을 가능하게 합니다.

관찰용 군용 광학 기기(쌍안경, 스테레오 스코프)에서는 렌즈 중심 사이의 거리가 항상 눈 사이의 거리보다 훨씬 더 멀고 먼 물체는 장치 없이 관찰할 때보다 훨씬 더 뚜렷하게 보입니다.

굴절률이 높은 물체에서 이동하는 빛의 특성에 대한 연구로 내부 전반사가 발견되었습니다. 이 특성은 광섬유의 제조 및 사용에 널리 사용됩니다. 광섬유를 사용하면 모든 광학 방사를 손실 없이 전송할 수 있습니다. 통신 시스템에 광섬유를 사용하면 정보를 수신하고 전송하기 위한 고속 채널을 얻을 수 있게 되었습니다.

내부 전반사를 통해 거울 대신 프리즘을 사용할 수 있습니다. 프리즘 쌍안경과 잠망경은 이 원리를 바탕으로 제작되었습니다.

레이저와 포커싱 시스템을 사용하면 레이저 방사선을 한 지점에 집중시킬 수 있으며, 이는 다양한 물질 절단, CD 읽기 및 쓰기 장치, 레이저 거리 측정기에 사용됩니다.

광학 시스템은 측지학에서 각도와 고도(레벨, 경위의, 육분의 등)를 측정하는 데 널리 사용됩니다.

백색광을 스펙트럼으로 분할하기 위해 프리즘을 사용함으로써 분광기와 분광기가 탄생했습니다. 이를 통해 흡수 및 방출 스펙트럼을 관찰할 수 있습니다. 고체그리고 가스. 스펙트럼 분석을 통해 알아낼 수 있습니다. 화학적 구성 요소물질.

가장 간단한 광학 시스템인 얇은 렌즈를 사용하면 시각 시스템에 결함이 있는 많은 사람들이 정상적으로(안경, 눈 렌즈 등) 볼 수 있게 되었습니다.

광학 시스템 덕분에 많은 과학적 발견과 성과가 이루어졌습니다.

광학 시스템은 생물학에서 물리학에 이르기까지 과학 활동의 모든 영역에서 사용됩니다. 그러므로 과학 기술 분야에서 광학 시스템의 적용 범위는 무한하다고 말할 수 있습니다. [4.6]

결론.

서지.

1. Artsybyshev S.A. 물리학 - M .: Medgiz, 1950. - 511 p.

2. Zhdanov L.S. Zhdanov G.L. 중등 교육 기관을 위한 물리학 - M.: Nauka, 1981. - 560 p.

3. Landsberg G.S. 광학 - M .: Nauka, 1976. - 928 p.

4. Landsberg G.S. 초등물리학 교과서. - M.: Nauka, 1986. - T.3. - 656s.

5. Prokhorov A.M. 위대한 소련 백과사전. - M.: 소련 백과사전, 1974. - T.18. - 632s.

6. 시부힌 D.V. 물리학 일반 과정: 광학 - M.: Nauka, 1980. - 751 p.

물리학의 고대적이고 방대한 분야 중 하나가 광학입니다. 그 성과는 전기 공학, 산업, 의학 등 다양한 과학 및 활동 분야에서 사용됩니다. 기사에서 이 과학이 연구하는 내용, 이에 대한 아이디어 개발의 역사, 가장 중요한 성과, 존재하는 광학 시스템과 도구가 무엇인지 알아볼 수 있습니다.

광학은 무엇을 연구하나요?

이 학문의 이름은 그리스어에서 유래되었으며 "시각적 지각의 과학"으로 번역됩니다. 광학은 빛의 성질, 속성, 빛의 전파와 관련된 법칙을 연구하는 물리학의 한 분야입니다. 이 과학은 가시광선, 적외선 및 자외선의 특성을 연구합니다. 사람들이 주변 세계를 볼 수 있는 것은 빛 덕분이기 때문에 이 물리학 분야는 방사선의 시각적 인식과 관련된 학문이기도 합니다. 그리고 당연히 눈은 복잡한 광학 시스템입니다.

과학 형성의 역사

광학은 사람들이 빛의 본질을 이해하고 주변 세계의 물체를 어떻게 볼 수 있는지 알아내려고 노력했던 고대에 시작되었습니다.

고대 철학자들은 가시광선을 사람의 눈에서 나오는 광선이나 물체에서 산란되어 눈에 들어가는 작은 입자의 흐름으로 간주했습니다.

그 후, 많은 저명한 과학자들이 빛의 본질을 연구했습니다. 아이작 뉴턴은 작은 빛의 입자인 미립자에 관한 이론을 공식화했습니다. 또 다른 과학자 호이겐스는 파동 이론을 제시했습니다.

빛의 본질은 20세기 물리학자들인 맥스웰, 플랑크, 아인슈타인에 의해 계속해서 탐구되었습니다.

현재 뉴턴과 호이겐스의 가설은 빛이 입자와 파동의 특성을 모두 갖는다는 파동-입자 이중성 개념으로 통일되어 있습니다.

섹션

광학 연구의 주제는 빛과 그 성질뿐만 아니라 이 연구를 위한 도구, 이 현상의 법칙과 특성 등입니다. 따라서 과학에는 연구의 개별 측면을 다루는 여러 섹션이 있습니다.

기하광학;
파도;
양자.

각 섹션에 대해서는 아래에서 자세히 설명합니다.

기하광학

이 섹션에는 다음과 같은 광학 법칙이 있습니다.

균질한 매질을 통과하는 빛의 직진성에 관한 법칙. 광선은 빛 입자가 통과하는 직선으로 간주됩니다.

반사의 법칙:

입사광선과 반사광선, 그리고 광선의 입사점에서 재구성된 두 매체 사이의 경계면에 수직인 광선은 동일한 평면에 있습니다( 입사면).반사각 γ는 입사각 α와 같습니다.

굴절의 법칙:

입사광선과 굴절광선, 그리고 광선의 입사점에서 재구성된 두 매체 사이의 경계면에 대한 수직선은 동일한 평면에 있습니다. 굴절각 β의 사인에 대한 입사각 α의 사인의 비율은 주어진 두 매질에 대해 일정한 값입니다.

렌즈는 기하광학에서 빛의 특성을 연구하는 수단입니다.

렌즈는 투과와 변형이 가능한 투명한 물체로 볼록형과 오목형, 수집형과 산란형으로 구분됩니다. 렌즈는 모든 광학 기기의 주요 구성 요소입니다. 표면의 반경에 비해 두께가 작을 때 얇다고 합니다. 광학에서 얇은 렌즈의 공식은 다음과 같습니다.

1/d + 1/f = D, 여기서

d는 물체에서 렌즈까지의 거리입니다. f는 렌즈에서 이미지까지의 거리입니다. D는 렌즈의 광 파워(디옵터로 측정)입니다.

파동광학과 그 개념

빛은 전자기파의 모든 특성을 갖고 있다는 것이 알려져 있으므로 별도의 물리학 분야에서 이러한 특성의 발현을 연구합니다. 파동광학이라고 합니다.

이 광학 분야의 기본 개념은 분산, 간섭, 회절 및 편광입니다.

뉴턴은 프리즘 실험을 통해 분산 현상을 발견했습니다. 이 발견은 빛의 본질을 이해하는 데 중요한 단계입니다. 그는 광선의 굴절이 색상에 따라 다르다는 것을 발견했습니다. 이러한 현상을 빛의 분산 또는 산란이라고 합니다. 이제 색상은 파장에 따라 달라지는 것으로 알려져 있습니다. 또한 프리즘을 통해 분산되어 얻어지는 무지개 줄무늬를 나타내는 스펙트럼의 개념을 제안한 사람도 뉴턴이었습니다.

빛의 파동성을 확인하는 것은 융이 발견한 파동의 간섭이다. 이것은 두 개 이상의 파동이 서로 겹쳐지는 것을 말합니다. 결과적으로 공간의 여러 지점에서 빛의 진동이 강화되고 약화되는 현상을 볼 수 있습니다. 모든 사람에게 아름답고 친숙한 간섭 현상은 비누 방울과 쏟아진 휘발유의 무지개색 필름입니다.

누구나 회절 현상을 경험합니다. 이 용어는 라틴어에서 "깨진"으로 번역됩니다. 광학에서의 회절은 장애물 가장자리 주위에서 광파가 휘어지는 현상입니다. 예를 들어, 광선 경로에 공을 놓으면 그 뒤에 있는 화면에 밝고 어두운 고리가 교대로 나타납니다. 이것을 회절 패턴이라고 합니다. Jung과 Fresnel은 이 현상을 연구했습니다.

파동광학의 마지막 핵심 개념은 편광이다. 파동 진동의 방향이 정렬되어 있으면 빛을 편광이라고 합니다. 빛은 횡파가 아니라 종파이므로 진동은 횡방향으로만 발생합니다.

양자광학

빛은 파동일 뿐만 아니라 입자의 흐름이기도 합니다. 이 구성 요소를 기반으로 양자 광학과 같은 과학 분야가 탄생했습니다. 그 모습은 막스 플랑크의 이름과 연관되어 있다.

양자는 어떤 것의 일부입니다. 그리고 이 경우 우리는 복사 양자, 즉 그 동안 방출되는 빛의 부분에 대해 이야기하고 있습니다. 광자라는 단어는 입자를 나타내는 데 사용됩니다(그리스어 ότός - "빛"). 이 개념은 Albert Einstein이 제안했습니다. 광학의 이 섹션에서는 아인슈타인의 공식 E=mc 2도 빛의 특성을 연구하는 데 사용됩니다.

이 섹션의 주요 목표는 빛과 물질의 상호 작용을 연구하고 특성화하며 비정형 조건에서 빛의 전파를 연구하는 것입니다.

입자의 흐름인 빛의 특성은 다음과 같은 조건에서 나타납니다.

열복사;
광전효과;
광화학 과정;
자극 방출 등

양자광학에는 비고전적 빛이라는 개념이 있다. 사실은 빛 복사의 양자 특성이 고전 광학의 틀 내에서 설명될 수 없다는 것입니다. 예를 들어 2광자, 압축된 비고전적 빛은 광검출기 보정, 정밀 측정 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 또 다른 응용 분야는 양자 암호화입니다. 이진 코드를 사용하여 정보를 전송하는 비밀 방법입니다. 광자에는 0이 할당되고 수평 방향의 광자에는 1이 할당됩니다.

광학 및 광학기기의 중요성

광학 기술은 어떤 분야에서 주요 응용 분야를 찾았습니까?

첫째, 이 과학이 없으면 망원경, 현미경, 카메라, 프로젝터 등 모든 사람에게 알려진 광학 기기가 없을 것입니다. 특별히 선택된 렌즈의 도움으로 사람들은 소우주, 우주, 천체를 탐색할 수 있을 뿐만 아니라 이미지 형태로 정보를 포착하고 방송할 수 있었습니다.

또한 광학 덕분에 빛의 본질, 그 특성, 간섭 현상, 편광 현상 등의 분야에서 많은 중요한 발견이 이루어졌습니다.

마지막으로, 광학은 예를 들어 엑스레이 방사선 연구와 같은 의학에서 널리 사용되었으며 이를 기반으로 많은 생명을 구한 장치가 만들어졌습니다. 이 과학 덕분에 레이저도 발명되었으며, 이는 외과적 개입에 널리 사용됩니다.

광학 및 비전

눈은 광학 시스템입니다. 빛의 속성과 시력 기관의 기능 덕분에 주변 세계를 볼 수 있습니다. 불행히도 완벽한 시력을 자랑할 수 있는 사람은 거의 없습니다. 이 훈련의 도움으로 안경과 콘택트 렌즈를 사용하여 사람들의 시력을 더 좋게 회복하는 것이 가능해졌습니다. 따라서 시력 교정 제품 선택과 관련된 의료 기관도 해당 이름 인 광학을 받았습니다.

우리는 그것을 요약할 수 있습니다. 따라서 광학은 빛의 특성에 대한 과학으로, 삶의 많은 영역에 영향을 미치고 과학과 일상 생활에 폭넓게 적용됩니다.