1 काय ऑप्टिक्स अभ्यास. ऑप्टिक्स ही भौतिकशास्त्राची एक शाखा आहे जी प्रकाशाच्या वर्तन आणि गुणधर्मांचा अभ्यास करते. ऑप्टिकल उपकरणे. आरशाच्या पृष्ठभागावरून परावर्तनाचा नियम

- (ग्रीक ऑप्टिक व्हिज्युअल धारणांचे विज्ञान, दृश्यमान, दृश्यमान ऑप्टोसमधून), भौतिकशास्त्राची एक शाखा ज्यामध्ये ऑप्टिकल रेडिएशन (प्रकाश), त्याच्या प्रसाराच्या प्रक्रिया आणि प्रकाशाच्या प्रभावादरम्यान आणि व्हीएमध्ये आढळलेल्या घटनांचा अभ्यास केला जातो. ऑप्टिकल किरणोत्सर्गाचे प्रतिनिधित्व करते...... भौतिक विश्वकोश

- (ग्रीक ऑप्टिक, ऑप्टोमाई पासून मी पाहतो). प्रकाशाची शिकवण आणि त्याचा डोळ्यावर होणारा परिणाम. रशियन भाषेत समाविष्ट परदेशी शब्दांचा शब्दकोश. चुडिनोव ए.एन., 1910. ऑप्टिक्स ग्रीक. optike, optomai पासून, मी पाहतो. प्रकाशाच्या प्रसाराचे शास्त्र आणि त्याचा डोळ्यावर होणारा परिणाम... रशियन भाषेतील परदेशी शब्दांचा शब्दकोश

ऑप्टिक्स- आणि, f. ऑप्टिक f. ऑप्टिक दृष्टी विज्ञान. 1. कालबाह्य Raek (पॅनोरामाचा एक प्रकार). खसखस. 1908. किंवा ऑप्टिक्सच्या काचेतून मी माझ्या इस्टेटमधील नयनरम्य ठिकाणे पाहतो. डेरझाविन इव्हगेनी. दृष्टीची वैशिष्ट्ये, एखाद्या गोष्टीची समज. माझ्या डोळ्यांचे ऑप्टिक्स मर्यादित आहेत; सर्व काही अंधारात आहे ... रशियन भाषेच्या गॅलिसिझमचा ऐतिहासिक शब्दकोश

आधुनिक विश्वकोश

ऑप्टिक्स- OPTICS, भौतिकशास्त्राची एक शाखा जी प्रकाश उत्सर्जनाच्या प्रक्रियांचा अभ्यास करते, विविध माध्यमांमध्ये त्याचा प्रसार आणि पदार्थाशी होणारा संवाद. ऑप्टिक्स इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींच्या स्पेक्ट्रमच्या दृश्यमान भागाचा आणि जवळच्या अल्ट्राव्हायोलेटचा अभ्यास करते... ... इलस्ट्रेटेड एनसायक्लोपेडिक डिक्शनरी

OPTICS, भौतिकशास्त्राची एक शाखा जी प्रकाश आणि त्याच्या गुणधर्मांचा अभ्यास करते. मुख्य पैलूंमध्ये प्रकाशाचे भौतिक स्वरूप, दोन्ही लहरी आणि कण (फोटोन्स), परावर्तन, अपवर्तन, प्रकाशाचे ध्रुवीकरण आणि विविध माध्यमांद्वारे त्याचे प्रसारण समाविष्ट आहे. ऑप्टिक्स...... वैज्ञानिक आणि तांत्रिक ज्ञानकोशीय शब्दकोश

ऑप्टिक्स, ऑप्टिक्स, बरेच. नाही, मादी (ग्रीक ऑप्टिको). 1. भौतिकशास्त्र विभाग, एक विज्ञान जे प्रकाशाच्या घटना आणि गुणधर्मांचा अभ्यास करते. सैद्धांतिक ऑप्टिक्स. अप्लाइड ऑप्टिक्स. 2. गोळा उपकरणे आणि साधने, ज्याची क्रिया या विज्ञानाच्या (विशेष) नियमांवर आधारित आहे. बुद्धिमान....... उशाकोव्हचा स्पष्टीकरणात्मक शब्दकोश

- (ग्रीक ऑप्टिकमधून, व्हिज्युअल आकलनाचे विज्ञान) भौतिकशास्त्राची एक शाखा जी प्रकाश उत्सर्जनाच्या प्रक्रिया, विविध माध्यमांमध्ये त्याचे वितरण आणि पदार्थासह प्रकाशाच्या परस्परसंवादाचा अभ्यास करते. ऑप्टिक्स इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रमच्या विस्तृत श्रेणीचा अभ्यास करते... ... मोठा विश्वकोशीय शब्दकोश

ऑप्टिक्स, आणि, महिला. 1. भौतिकशास्त्राची एक शाखा जी प्रकाश उत्सर्जनाच्या प्रक्रिया, त्याचा प्रसार आणि पदार्थाशी परस्परसंवाद यांचा अभ्यास करते. 2. गोळा उपकरणे आणि उपकरणे ज्यांची क्रिया या विज्ञानाच्या नियमांवर आधारित आहे. फायबर ऑप्टिक्स (विशेष) ऑप्टिक्स विभाग,... ... ओझेगोव्हचा स्पष्टीकरणात्मक शब्दकोश

ऑप्टिक्स- (ग्रीक ओप्सिस व्हिजनमधून), प्रकाशाचा अभ्यास, भौतिकशास्त्राचा अविभाज्य भाग. O. अंशतः भूभौतिकशास्त्र (वातावरण O., समुद्राचे प्रकाशशास्त्र इ.), अंशतः शरीरविज्ञान (फिजियोलॉजी) क्षेत्रात समाविष्ट आहे. मुळात शारीरिक. सामग्री O. भौतिक मध्ये विभागली आहे... ... ग्रेट मेडिकल एनसायक्लोपीडिया

पुस्तके

  • ऑप्टिक्स, ए.एन. मातवीव. यूएसएसआरच्या उच्च आणि माध्यमिक शिक्षण मंत्रालयाने विद्यापीठांमधील भौतिक वैशिष्ट्यांच्या विद्यार्थ्यांसाठी अध्यापन सहाय्य म्हणून मंजूर केले. प्रकाशनाच्या मूळ लेखकाच्या स्पेलिंगमध्ये पुनरुत्पादित...

- ऑप्टिक्सच्या विकासाचा इतिहास.

- न्यूटनच्या कॉर्पस्क्युलर सिद्धांताच्या मूलभूत तरतुदी.

- ह्युजेन्सच्या लहरी सिद्धांताच्या मूलभूत तरतुदी.

- मध्ये प्रकाशाच्या स्वरूपावरील दृश्ये XIX XX शतके

-

- ऑप्टिक्सची मूलभूत तत्त्वे.

- प्रकाश आणि भौमितिक ऑप्टिक्सचे तरंग गुणधर्म.

- एक ऑप्टिकल प्रणाली म्हणून डोळा.

- स्पेक्ट्रोस्कोप.

- ऑप्टिकल मापन यंत्र.

- निष्कर्ष.

- वापरलेल्या साहित्याची यादी.

ऑप्टिक्सच्या विकासाचा इतिहास.

ऑप्टिक्स म्हणजे प्रकाशाच्या स्वरूपाचा, प्रकाशाच्या घटनांचा आणि पदार्थाशी प्रकाशाचा परस्परसंवाद यांचा अभ्यास. आणि जवळजवळ संपूर्ण इतिहास हा उत्तर शोधण्याची कथा आहे: प्रकाश म्हणजे काय?

प्रकाशाच्या पहिल्या सिद्धांतांपैकी एक, व्हिज्युअल किरणांचा सिद्धांत, ग्रीक तत्त्ववेत्ता प्लेटोने सुमारे 400 ईसापूर्व मांडला होता. e या सिद्धांताने असे गृहीत धरले की डोळ्यातून किरण बाहेर पडतात, जे जेव्हा वस्तूंना भेटतात तेव्हा त्यांना प्रकाशित करतात आणि आसपासच्या जगाचे स्वरूप तयार करतात. प्लेटोच्या विचारांना अनेक प्राचीन शास्त्रज्ञांनी समर्थन दिले आणि विशेषतः, युक्लिड (3रे शतक ईसापूर्व), दृश्य किरणांच्या सिद्धांतावर आधारित, प्रकाशाच्या प्रसाराच्या सरळतेच्या सिद्धांताची स्थापना केली आणि प्रतिबिंबाचा नियम स्थापित केला.

त्याच वर्षांमध्ये, खालील तथ्ये सापडली:

- प्रकाश प्रसार सरळपणा;

- प्रकाशाच्या परावर्तनाची घटना आणि परावर्तनाचा नियम;

- प्रकाश अपवर्तनाची घटना;

- अवतल आरशाचा फोकसिंग प्रभाव.

प्राचीन ग्रीक लोकांनी ऑप्टिक्सच्या शाखेचा पाया घातला, ज्याला नंतर भौमितिक म्हणून ओळखले जाऊ लागले.

मध्ययुगापासून आपल्यापर्यंत आलेले ऑप्टिक्सवरील सर्वात मनोरंजक कार्य म्हणजे अरबी शास्त्रज्ञ अल्हाझेन यांचे कार्य. त्याने आरशातून प्रकाशाचे परावर्तन, अपवर्तनाची घटना आणि लेन्समधील प्रकाशाचे प्रसारण यांचा अभ्यास केला. प्रकाशाचा प्रसाराचा वेग मर्यादित असतो ही कल्पना अल्गाझेनने प्रथम व्यक्त केली. हे गृहितक एक प्रमुख होते

प्रकाशाचे स्वरूप समजून घेण्यासाठी पाऊल.

पुनर्जागरण काळात अनेक वेगवेगळे शोध आणि शोध लावले गेले; सभोवतालच्या जगाचा अभ्यास आणि समजून घेण्यासाठी प्रायोगिक पद्धत आधार म्हणून स्थापित केली जाऊ लागली.

असंख्य प्रायोगिक तथ्यांवर आधारित, 17 व्या शतकाच्या मध्यभागी, प्रकाशाच्या घटनेच्या स्वरूपाबद्दल दोन गृहीतके उद्भवली:

- कॉर्पस्क्युलर, ज्याने असे गृहीत धरले की प्रकाश हा प्रकाशमय शरीराद्वारे उच्च वेगाने बाहेर काढलेल्या कणांचा प्रवाह आहे;

- लहर, ज्याने असा युक्तिवाद केला की प्रकाश ही एका विशेष ल्युमिनिफेरस माध्यमाची रेखांशाची दोलन हालचाल आहे - ईथर - प्रकाशमय शरीराच्या कणांच्या कंपनांनी उत्तेजित.

प्रकाशाच्या सिद्धांताचा आजपर्यंतचा संपूर्ण पुढील विकास हा या गृहितकांच्या विकासाचा आणि संघर्षाचा इतिहास आहे, ज्याचे लेखक आय. न्यूटन आणि एच. ह्युजेन्स होते.

न्यूटनच्या कॉर्पस्क्युलर सिद्धांताच्या मुख्य तरतुदी:

1) प्रकाशामध्ये सर्व दिशांना सरळ रेषांमध्ये उत्सर्जित होणारे पदार्थाचे लहान कण असतात किंवा जळत्या मेणबत्तीसारख्या प्रकाशमय शरीराद्वारे किरण असतात. जर हे किरण, ज्यामध्ये कॉर्पसल्स असतात, आपल्या डोळ्यात पडतात, तर आपल्याला त्यांचा स्रोत दिसतो (चित्र 1).


२) हलक्या कणांचे आकार वेगवेगळे असतात. सर्वात मोठे कण, डोळ्यात प्रवेश करताना, लाल रंगाची संवेदना देतात, सर्वात लहान - वायलेट.

3) पांढरा रंग सर्व रंगांचे मिश्रण आहे: लाल, केशरी, पिवळा, हिरवा, निळा, इंडिगो, व्हायलेट.

4) संपूर्ण लवचिक प्रभावाच्या (चित्र 2) नियमानुसार भिंतीवरील कॉर्पसल्सच्या परावर्तनामुळे पृष्ठभागावरून प्रकाशाचे परावर्तन होते.

5) प्रकाशाच्या अपवर्तनाची घटना या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केली जाते की कॉर्पसल्स हे माध्यमाच्या कणांद्वारे आकर्षित होतात. मध्यम घनता, अपवर्तन कोन जितका लहान असेल तो आपत्कालीन कोन असतो.

6) न्यूटनने 1666 मध्ये शोधून काढलेल्या प्रकाशाच्या प्रसाराची घटना त्यांनी खालीलप्रमाणे स्पष्ट केली. प्रत्येक रंग पांढर्‍या प्रकाशात आधीच उपस्थित आहे. सर्व रंग इंटरप्लॅनेटरी स्पेस आणि वातावरणाद्वारे एकत्रितपणे प्रसारित केले जातात आणि पांढर्या प्रकाशाचा प्रभाव निर्माण करतात. पांढरा प्रकाश - विविध कॉर्पसल्सचे मिश्रण - प्रिझममधून गेल्यानंतर अपवर्तन होते. यांत्रिक सिद्धांताच्या दृष्टिकोनातून, अपवर्तन हे काचेच्या कणांच्या शक्तींमुळे प्रकाश कॉर्पसल्सवर कार्य करतात. या शक्ती वेगवेगळ्या कॉर्पसल्ससाठी भिन्न असतात. ते व्हायलेटसाठी सर्वात मोठे आणि लाल रंगासाठी सर्वात लहान आहेत. प्रिझममधील कॉर्पसल्सचा मार्ग प्रत्येक रंगासाठी वेगळ्या पद्धतीने अपवर्तित केला जाईल, म्हणून पांढरा जटिल किरण रंगीत घटक किरणांमध्ये विभागला जाईल.

7) न्यूटनने दुहेरी अपवर्तन समजावून सांगण्याचे मार्ग सांगितले, प्रकाश किरणांना "भिन्न बाजू" असतात असे गृहीत धरून - एक विशेष गुणधर्म ज्यामुळे ते बायरफ्रिंगंट बॉडीमधून जात असताना अपवर्तनात भिन्न असतात.

न्यूटनच्या कॉर्पस्क्युलर सिद्धांताने त्या वेळी ज्ञात असलेल्या अनेक ऑप्टिकल घटनांचे समाधानकारकपणे स्पष्टीकरण दिले. त्याच्या लेखकाला वैज्ञानिक जगात प्रचंड प्रतिष्ठा मिळाली आणि न्यूटनच्या सिद्धांताला लवकरच सर्व देशांमध्ये अनेक समर्थक मिळाले.

ह्युजेन्सच्या प्रकाशाच्या लहरी सिद्धांताची मूलभूत तत्त्वे.

1) प्रकाश म्हणजे ईथरमध्ये लवचिक नियतकालिक आवेगांचा प्रसार. हे आवेगा रेखांशाचे असतात आणि हवेतील ध्वनी आवेगांसारखे असतात.

2) इथर हे एक काल्पनिक माध्यम आहे जे आकाशीय जागा आणि शरीराच्या कणांमधील अंतर भरते. हे वजनहीन आहे, सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षणाच्या नियमांचे पालन करत नाही आणि त्यात मोठी लवचिकता आहे.

3) इथर कंपनांच्या प्रसाराचे तत्त्व असे आहे की त्याचे प्रत्येक बिंदू, ज्यापर्यंत उत्तेजना पोहोचते, ते दुय्यम लहरींचे केंद्र आहे. या लहरी कमकुवत आहेत आणि त्यांचा प्रभाव फक्त तिथूनच दिसून येतो जिथे त्यांचा लिफाफा जातो

पृष्ठभाग – तरंग समोर (ह्युजेन्स तत्त्व) (चित्र 3).

थेट उगमस्थानातून येणाऱ्या प्रकाश लहरींमुळे दृष्टीची संवेदना होते.

ह्युजेन्सच्या सिद्धांतातील एक अतिशय महत्त्वाचा मुद्दा म्हणजे प्रकाशाच्या प्रसाराचा वेग मर्यादित आहे. त्याच्या तत्त्वाचा वापर करून, शास्त्रज्ञ भौमितिक ऑप्टिक्सच्या अनेक घटना स्पष्ट करण्यास सक्षम होते:

- प्रकाश परावर्तनाची घटना आणि त्याचे नियम;

- प्रकाशाच्या अपवर्तनाची घटना आणि त्याचे नियम;

- एकूण अंतर्गत प्रतिबिंबाची घटना;

- दुहेरी अपवर्तनाची घटना;

- प्रकाश किरणांच्या स्वातंत्र्याचे तत्त्व.

ह्युजेन्सच्या सिद्धांताने माध्यमाच्या अपवर्तक निर्देशांकासाठी खालील अभिव्यक्ती दिली:

सूत्रावरून हे स्पष्ट होते की प्रकाशाचा वेग माध्यमाच्या निरपेक्ष मूल्यावर विपरित अवलंबून असावा. हा निष्कर्ष न्यूटनच्या सिद्धांतातून निघालेल्या निष्कर्षाच्या विरुद्ध होता. 17 व्या शतकातील प्रायोगिक तंत्रज्ञानाच्या निम्न पातळीमुळे कोणता सिद्धांत योग्य आहे हे स्थापित करणे अशक्य झाले.

अनेकांना ह्युजेन्सच्या लहरी सिद्धांतावर शंका होती, परंतु प्रकाशाच्या स्वरूपावरील लहरींच्या मतांच्या काही समर्थकांमध्ये एम. लोमोनोसोव्ह आणि एल. यूलर हे होते. या शास्त्रज्ञांच्या संशोधनामुळे, ह्युजेन्सचा सिद्धांत केवळ ईथरमध्ये प्रसारित होणार्‍या एपिरिओडिक दोलनांचा नव्हे तर लहरींचा सिद्धांत म्हणून आकार घेऊ लागला.

मध्ये प्रकाशाच्या स्वरूपावरील दृश्ये XIX - XX शतके

1801 मध्ये, टी. जंग यांनी एक प्रयोग केला ज्याने जगभरातील शास्त्रज्ञांना आश्चर्यचकित केले (चित्र 4)


एस - प्रकाश स्रोत;

ई - स्क्रीन;

B आणि C अतिशय अरुंद स्लिट्स आहेत, एकमेकांपासून 1-2 मिमी अंतरावर आहेत.

न्यूटनच्या सिद्धांतानुसार, दोन प्रकाशाचे पट्टे पडद्यावर दिसले पाहिजेत; खरेतर, अनेक हलके आणि गडद पट्टे दिसले आणि B आणि C या स्लिट्समधील अंतराच्या विरुद्ध थेट प्रकाश रेषा P दिसली. अनुभवाने दर्शविले आहे की प्रकाश ही लहरी घटना आहे. जंगने कण कंपने आणि कंपनांच्या वारंवारतेबद्दलच्या कल्पनांसह ह्युजेन्सचा सिद्धांत विकसित केला. त्याने हस्तक्षेपाचे तत्त्व तयार केले, ज्याच्या आधारे त्याने पातळ प्लेट्सच्या विवर्तन, हस्तक्षेप आणि रंगाची घटना स्पष्ट केली.

फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ फ्रेस्नेल यांनी ह्युजेन्सचे लहरी गतीचे तत्त्व आणि यंगचे हस्तक्षेपाचे तत्त्व एकत्र केले. या आधारावर त्यांनी विवर्तनाचा एक कठोर गणिती सिद्धांत विकसित केला. फ्रेस्नेल त्या वेळी ज्ञात असलेल्या सर्व ऑप्टिकल घटनांचे स्पष्टीकरण करण्यास सक्षम होते.

फ्रेस्नेल वेव्ह सिद्धांताची मूलभूत तत्त्वे.

- प्रकाश - ईथरमधील कंपनांचा वेगात प्रसार जेथे ईथरच्या लवचिकतेचे मॉड्यूलस आहे, आर- इथर घनता;

- प्रकाश लाटा आडवा आहेत;

- प्रकाश ईथरमध्ये लवचिक-घन शरीराचे गुणधर्म असतात आणि ते पूर्णपणे अस्पष्ट असते.

एका माध्यमातून दुसऱ्या माध्यमात जाताना, इथरची लवचिकता बदलत नाही, परंतु त्याची घनता बदलते. पदार्थाचा सापेक्ष अपवर्तक निर्देशांक.

ट्रान्सव्हर्स कंपने लहरी प्रसाराच्या दिशेला लंब असलेल्या सर्व दिशांमध्ये एकाच वेळी येऊ शकतात.

फ्रेस्नेलच्या कार्याला शास्त्रज्ञांकडून मान्यता मिळाली आहे. लवकरच प्रकाशाच्या लहरी स्वरूपाची पुष्टी करणारी अनेक प्रायोगिक आणि सैद्धांतिक कामे दिसू लागली.

19व्या शतकाच्या मध्यात, ऑप्टिकल आणि इलेक्ट्रिकल घटनांमधील संबंध दर्शविणारी तथ्ये शोधली जाऊ लागली. 1846 मध्ये, एम. फॅराडे यांनी चुंबकीय क्षेत्रात ठेवलेल्या शरीरात प्रकाशाच्या ध्रुवीकरणाच्या विमानांची फिरती पाहिली. फॅराडेने विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रांची संकल्पना इथरमधील विलक्षण सुपरइम्पोझिशन म्हणून मांडली. एक नवीन "विद्युतचुंबकीय इथर" दिसू लागले आहे. इंग्लिश भौतिकशास्त्रज्ञ मॅक्सवेल यांनी या मतांकडे लक्ष वेधले. त्यांनी या कल्पना विकसित केल्या आणि एक सिद्धांत तयार केला इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड.

प्रकाशाच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक सिद्धांताने ह्युजेन्स-यंग-फ्रेस्नेलच्या यांत्रिक सिद्धांताला ओलांडले नाही, परंतु ते एका नवीन स्तरावर ठेवले. 1900 मध्ये, जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ प्लँक यांनी किरणोत्सर्गाच्या क्वांटम स्वरूपाबद्दल एक गृहितक मांडले. त्याचे सार खालीलप्रमाणे होते:

- प्रकाश उत्सर्जन निसर्गात वेगळे आहे;

- शोषण वेगळ्या भागांमध्ये, क्वांटामध्ये देखील होते.

प्रत्येक क्वांटमची उर्जा सूत्राद्वारे दर्शविली जाते = h n, कुठे hप्लँकचा स्थिरांक आहे, आणि nप्रकाशाची वारंवारता आहे.

प्लँकच्या पाच वर्षांनंतर, जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ आइन्स्टाईन यांचे फोटोइलेक्ट्रिक इफेक्टवरील कार्य प्रकाशित झाले. आईन्स्टाईनचा विश्वास होता:

- प्रकाश ज्याने अद्याप पदार्थाशी संवाद साधला नाही त्याची दाणेदार रचना आहे;

- स्वतंत्र प्रकाश किरणोत्सर्गाचा संरचनात्मक घटक एक फोटॉन आहे.

अशा प्रकारे, न्यूटनच्या कॉर्पस्क्युलर सिद्धांताच्या आधारे जन्मलेल्या प्रकाशाचा एक नवीन क्वांटम सिद्धांत दिसू लागला. क्वांटम कॉर्पसकल म्हणून कार्य करते.

मूलभूत तरतुदी.

- प्रकाश उत्सर्जित, प्रसारित आणि वेगळ्या भागांमध्ये शोषला जातो - क्वांटा.

- प्रकाशाचे प्रमाण - एक फोटॉन विद्युत चुंबकीय सिद्धांताद्वारे वर्णन केलेल्या लहरीच्या वारंवारतेच्या प्रमाणात ऊर्जा वाहून नेतो = h n .

- फोटॉनमध्ये वस्तुमान (), संवेग आणि कोनीय संवेग () असतो.

- फोटॉन, कण म्हणून, केवळ गतीमध्ये अस्तित्वात असतो ज्याचा वेग दिलेल्या माध्यमात प्रकाशाच्या प्रसाराचा वेग असतो.

- फोटॉन सहभागी असलेल्या सर्व परस्परसंवादांसाठी, ऊर्जा आणि गती संवर्धनाचे सामान्य नियम वैध आहेत.

- अणूमधील इलेक्ट्रॉन केवळ काही वेगळ्या स्थिर स्थिर अवस्थेत असू शकतो. स्थिर अवस्थेत असल्याने, अणू ऊर्जा उत्सर्जित करत नाही.

- एका स्थिर स्थितीतून दुसर्‍या स्थितीत संक्रमण करताना, अणू वारंवारतेसह (जेथे) फोटॉन उत्सर्जित करतो (शोषून घेतो) E1आणि E2- प्रारंभिक आणि अंतिम अवस्थांची ऊर्जा).

क्वांटम सिद्धांताच्या उदयाने, हे स्पष्ट झाले की कॉर्पस्क्युलर आणि तरंग गुणधर्म केवळ दोन बाजू आहेत, प्रकाशाच्या साराच्या दोन परस्परसंबंधित प्रकटीकरण आहेत. ते वेव्ह आणि कॉर्पस्क्युलर गुणधर्मांच्या एकाच वेळी प्रकटीकरणात व्यक्त केलेल्या विवेक आणि पदार्थाच्या निरंतरतेची द्वंद्वात्मक ऐक्य प्रतिबिंबित करत नाहीत. एकाच रेडिएशन प्रक्रियेचे वर्णन गणितीय उपकरणे वापरून जागा आणि वेळेत पसरणाऱ्या लहरींसाठी आणि दिलेल्या ठिकाणी आणि दिलेल्या वेळी कणांच्या स्वरूपाचा अंदाज लावण्यासाठी सांख्यिकीय पद्धती वापरून केले जाऊ शकते. हे दोन्ही मॉडेल एकाच वेळी वापरले जाऊ शकतात आणि परिस्थितीनुसार, त्यापैकी एकाला प्राधान्य दिले जाते.

उपलब्धी अलीकडील वर्षेक्वांटम फिजिक्स आणि वेव्ह ऑप्टिक्स या दोन्हीच्या विकासामुळे ऑप्टिक्सच्या क्षेत्रात हे शक्य झाले. आजकाल, प्रकाशाचा सिद्धांत विकसित होत आहे.

ऑप्टिक्स ही भौतिकशास्त्राची एक शाखा आहे जी प्रकाशाचे गुणधर्म आणि भौतिक स्वरूपाचा अभ्यास करते, तसेच पदार्थाशी त्याच्या परस्परसंवादाचा अभ्यास करते.

सर्वात सोपी ऑप्टिकल घटना, जसे की सावल्यांचे स्वरूप आणि ऑप्टिकल उपकरणांमध्ये प्रतिमांचे उत्पादन, भौमितिक ऑप्टिक्सच्या चौकटीत समजले जाऊ शकते, जे वैयक्तिक प्रकाश किरणांच्या संकल्पनेसह कार्य करते जे अपवर्तन आणि परावर्तनाच्या ज्ञात नियमांचे पालन करतात आणि आहेत. एकमेकांपासून स्वतंत्र. अधिक जटिल घटना समजून घेण्यासाठी, भौतिक प्रकाशशास्त्र आवश्यक आहे, जे प्रकाशाच्या भौतिक स्वरूपाच्या संबंधात या घटनांचा विचार करते. फिजिकल ऑप्टिक्समुळे भौमितिक ऑप्टिक्सचे सर्व नियम मिळवणे आणि त्यांच्या लागू होण्याच्या मर्यादा स्थापित करणे शक्य होते. या सीमांच्या माहितीशिवाय, भौमितिक ऑप्टिक्सच्या नियमांचा औपचारिक वापर, विशिष्ट प्रकरणांमध्ये, निरीक्षण केलेल्या घटनेला विरोध करणारे परिणाम होऊ शकते. म्हणून, भौमितिक ऑप्टिक्सच्या औपचारिक बांधकामापुरते स्वत: ला मर्यादित करू शकत नाही, परंतु भौतिक ऑप्टिक्सची एक शाखा म्हणून त्याकडे पाहिले पाहिजे.

एकसंध माध्यमातील वास्तविक प्रकाश किरण लक्षात घेऊन प्रकाश किरणाची संकल्पना प्राप्त केली जाऊ शकते, ज्यामधून डायाफ्राम वापरून अरुंद समांतर बीम वेगळे केले जाते. या छिद्रांचा व्यास जितका लहान असेल तितका पृथक किरण अरुंद असेल आणि मर्यादेत, हव्या तितक्या लहान छिद्रांकडे गेल्यास, सरळ रेषेप्रमाणे हलका किरण मिळू शकेल असे दिसते. परंतु अनियंत्रितपणे अरुंद बीम (बीम) वेगळे करण्याची अशी प्रक्रिया विवर्तनाच्या घटनेमुळे अशक्य आहे. D व्यासाच्या डायफ्राममधून गेलेल्या वास्तविक प्रकाश किरणाचा अपरिहार्य कोनीय विस्तार विवर्तन कोनाद्वारे निर्धारित केला जातो j ~ l / डी. केवळ अत्यंत प्रकरणात जेव्हा l=0, असा विस्तार होणार नाही, आणि कोणीही किरणांना भौमितिक रेषा म्हणून बोलू शकतो, ज्याची दिशा प्रकाश उर्जेच्या प्रसाराची दिशा ठरवते.

अशाप्रकारे, प्रकाश किरण ही एक अमूर्त गणितीय संकल्पना आहे आणि भौमितिक ऑप्टिक्स ही एक अंदाजे मर्यादित केस आहे ज्यामध्ये प्रकाशाची तरंगलांबी शून्यावर जाते तेव्हा वेव्ह ऑप्टिक्स जाते.

एक ऑप्टिकल प्रणाली म्हणून डोळा.

मानवी दृष्टीचे अवयव डोळे आहेत, जे अनेक बाबतीत अतिशय प्रगत ऑप्टिकल प्रणालीचे प्रतिनिधित्व करतात.

सर्वसाधारणपणे, मानवी डोळा एक गोलाकार शरीर आहे ज्याचा व्यास सुमारे 2.5 सेमी आहे, ज्याला नेत्रगोलक (चित्र 5) म्हणतात. डोळ्याच्या अपारदर्शक आणि टिकाऊ बाह्य स्तराला स्क्लेरा म्हणतात आणि त्याच्या पारदर्शक आणि अधिक बहिर्वक्र पुढच्या भागाला कॉर्निया म्हणतात. आतील बाजूस, स्क्लेरा कोरॉइडने झाकलेला असतो, ज्यामध्ये डोळ्यांना पुरवठा करणाऱ्या रक्तवाहिन्या असतात. कॉर्नियाच्या विरुद्ध, कोरोइड आयरीसमध्ये जातो, वेगवेगळ्या लोकांमध्ये वेगळ्या रंगाचा असतो, जो पारदर्शक पाणचट वस्तुमान असलेल्या चेंबरद्वारे कॉर्नियापासून विभक्त होतो.

बुबुळांना बाहुली नावाचे गोल छिद्र असते, ज्याचा व्यास बदलू शकतो. अशा प्रकारे, डोळ्यातील प्रकाशाच्या प्रवेशाचे नियमन करून, बुबुळ डायाफ्रामची भूमिका बजावते. तेजस्वी प्रकाशात बाहुली लहान होते आणि कमी प्रकाशात ते मोठे होते. बुबुळाच्या मागे नेत्रगोलकाच्या आत लेन्स आहे, जे सुमारे 1.4 च्या अपवर्तक निर्देशांकासह पारदर्शक पदार्थाने बनविलेले द्विकोनव्हेक्स लेन्स आहे. लेन्सभोवती रिंग स्नायू असतात, ज्यामुळे त्याच्या पृष्ठभागाची वक्रता बदलू शकते आणि म्हणून त्याची ऑप्टिकल शक्ती.

डोळ्याच्या आतील कोरोइड प्रकाशसंवेदनशील मज्जातंतूच्या शाखांनी झाकलेले असते, विशेषत: बाहुलीसमोर दाट असते. या शाखा डोळयातील पडदा तयार करतात, ज्यावर डोळ्याच्या ऑप्टिकल प्रणालीद्वारे तयार केलेल्या वस्तूंची वास्तविक प्रतिमा प्राप्त होते. डोळयातील पडदा आणि लेन्समधील जागा पारदर्शक काचेच्या शरीराने भरलेली असते, ज्याची रचना जिलेटिनस असते. रेटिनावरील वस्तूंची प्रतिमा उलटी असते. तथापि, मेंदूची क्रिया, जी प्रकाशसंवेदनशील मज्जातंतूकडून सिग्नल प्राप्त करते, आम्हाला सर्व वस्तू नैसर्गिक स्थितीत पाहण्याची परवानगी देते.

जेव्हा डोळ्यातील रिंग स्नायू शिथिल होते, तेव्हा रेटिनावर दूरच्या वस्तूंची प्रतिमा प्राप्त होते. सर्वसाधारणपणे, डोळ्याची रचना अशी असते की एखादी व्यक्ती डोळ्यापासून 6 मीटरपेक्षा जास्त अंतरावर असलेल्या वस्तू ताण न घेता पाहू शकते. या प्रकरणात, रेटिनाच्या मागे जवळच्या वस्तूंची प्रतिमा प्राप्त होते. अशा वस्तूची स्पष्ट प्रतिमा मिळविण्यासाठी, कुंडलाकार स्नायू लेन्सला अधिकाधिक संकुचित करते जोपर्यंत त्या वस्तूची प्रतिमा डोळयातील पडद्यावर दिसत नाही आणि नंतर लेन्सला संकुचित अवस्थेत धरून ठेवते.

अशा प्रकारे, कंकणाकृती स्नायू वापरून लेन्सची ऑप्टिकल शक्ती बदलून मानवी डोळ्याचे "फोकसिंग" केले जाते. डोळ्यांच्या ऑप्टिकल सिस्टमच्या क्षमतेपासून वेगवेगळ्या अंतरावर असलेल्या वस्तूंच्या वेगळ्या प्रतिमा तयार करण्याच्या क्षमतेस निवास (लॅटिन "निवास" - अनुकूलन) म्हणतात. खूप दूरच्या वस्तू पाहताना समांतर किरण डोळ्यात प्रवेश करतात. या प्रकरणात, डोळ्याला अनंतात सामावून घेतले जाते असे म्हटले जाते.

डोळा निवास अनंत नाही. कंकणाकृती स्नायूच्या मदतीने, डोळ्याची ऑप्टिकल शक्ती 12 पेक्षा जास्त डायऑप्टर्सने वाढू शकत नाही. जवळच्या वस्तूंकडे बराच वेळ पाहिल्यावर, डोळा थकतो आणि कंकणाकृती स्नायू शिथिल होऊ लागतात आणि वस्तूची प्रतिमा अस्पष्ट होते.

मानवी डोळे आपल्याला केवळ दिवसाच्या प्रकाशातच वस्तू स्पष्टपणे पाहण्याची परवानगी देतात. डोळयातील पडदा वरील प्रकाशसंवेदनशील मज्जातंतूच्या शेवटच्या जळजळीच्या वेगवेगळ्या अंशांशी जुळवून घेण्याची डोळ्याची क्षमता, उदा. निरीक्षण केलेल्या वस्तूंच्या ब्राइटनेसच्या वेगवेगळ्या अंशांना अनुकूलन म्हणतात.

डोळ्यांच्या दृश्य अक्षांच्या एका विशिष्ट बिंदूवर अभिसरण म्हणतात. जेव्हा वस्तू एखाद्या व्यक्तीपासून बर्‍याच अंतरावर असतात, तेव्हा डोळ्यांना एका वस्तूपासून दुसर्‍या वस्तूकडे हलवताना, डोळ्यांची अक्ष व्यावहारिकरित्या बदलत नाहीत आणि व्यक्ती त्या वस्तूची स्थिती योग्यरित्या निर्धारित करण्याची क्षमता गमावते. जेव्हा वस्तू खूप दूर असतात तेव्हा डोळ्यांची अक्ष समांतर असतात आणि एखादी व्यक्ती ज्या वस्तूकडे पाहत आहे ती हलत आहे की नाही हे देखील ठरवू शकत नाही. कंकणाकृती स्नायूची शक्ती, जी व्यक्तीच्या जवळ असलेल्या वस्तू पाहताना लेन्स संकुचित करते, शरीराची स्थिती निश्चित करण्यात देखील एक विशिष्ट भूमिका बजावते. मेंढ्या

श्रेणी oscop

स्पेक्ट्राचे निरीक्षण करण्यासाठी स्पेक्ट्रोस्कोप वापरला जातो.

सर्वात सामान्य प्रिझमॅटिक स्पेक्ट्रोस्कोपमध्ये दोन नळ्या असतात, ज्यामध्ये त्रिकोणी प्रिझम ठेवलेला असतो (चित्र 7).


पाईप ए मध्ये, ज्याला कोलिमेटर म्हणतात, एक अरुंद स्लिट आहे, ज्याची रुंदी स्क्रू फिरवून समायोजित केली जाऊ शकते. स्लिटच्या समोर एक प्रकाश स्रोत ठेवलेला आहे, ज्याचा स्पेक्ट्रम तपासला जाणे आवश्यक आहे. स्लिट कोलिमेटरच्या समतल भागात स्थित आहे आणि म्हणून कोलिमेटरमधून प्रकाश किरण समांतर बीमच्या रूपात बाहेर पडतात. प्रिझममधून गेल्यानंतर, प्रकाश किरण ट्यूब बी मध्ये निर्देशित केले जातात, ज्याद्वारे स्पेक्ट्रमचे निरीक्षण केले जाते. जर स्पेक्ट्रोस्कोप मोजमापासाठी असेल, तर स्पेक्ट्रमच्या प्रतिमेवर स्पेक्ट्रमच्या प्रतिमेवर स्पेक्ट्रमच्या प्रतिमेवर विभाजनांसह स्केलची प्रतिमा लावली जाते, जी आपल्याला स्पेक्ट्रममधील रंग रेषांची स्थिती अचूकपणे निर्धारित करण्यास अनुमती देते.

ऑप्टिकल मेजरिंग डिव्हाईस हे मोजण्याचे साधन आहे ज्यामध्ये ऑप्टिकल ऑपरेटिंग सिध्दांत असलेल्या यंत्राचा वापर करून दृश्य (केसरेषा, क्रॉसहेअर इ.सह नियंत्रित ऑब्जेक्टच्या सीमांचे संरेखन) किंवा आकार निश्चित केला जातो. ऑप्टिकल मापन यंत्रांचे तीन गट आहेत: ऑप्टिकल दृश्य तत्त्व असलेली उपकरणे आणि हालचालींचा अहवाल देण्यासाठी यांत्रिक पद्धत; ऑप्टिकल पाहणे आणि हालचालींचा अहवाल देणारी उपकरणे; संपर्क बिंदूंची हालचाल निश्चित करण्यासाठी ऑप्टिकल पद्धतीसह मोजमाप यंत्राशी यांत्रिक संपर्क साधणारी उपकरणे.

व्यापक बनलेली पहिली उपकरणे जटिल आकार आणि लहान आकारांसह भाग मोजण्यासाठी आणि निरीक्षण करण्यासाठी प्रोजेक्टर होती.

सर्वात सामान्य दुसरे उपकरण म्हणजे सार्वत्रिक मोजमाप करणारे सूक्ष्मदर्शक, ज्यामध्ये मोजला जाणारा भाग रेखांशाच्या कॅरेजवर फिरतो आणि हेड मायक्रोस्कोप ट्रान्सव्हर्स कॅरेजवर फिरतो.

तिसर्‍या गटातील उपकरणे मोजलेल्या रेषीय प्रमाणांची मोजमाप किंवा मोजमापांशी तुलना करण्यासाठी वापरली जातात. ते सहसा सामान्य नाव तुलनाकर्त्यांखाली एकत्र केले जातात. उपकरणांच्या या गटामध्ये ऑप्टिमीटर (ऑप्टिकेटर, मापन यंत्र, संपर्क इंटरफेरोमीटर, ऑप्टिकल रेंज शोधक इ.) समाविष्ट आहे.

ऑप्टिकल मापन यंत्रे भूगर्भीय (स्तर, थियोडोलाइट इ.) मध्ये देखील व्यापक आहेत.

थिओडोलाइट हे दिशानिर्देश निर्धारित करण्यासाठी आणि भौगोलिक कार्य, स्थलाकृतिक आणि सर्वेक्षण, बांधकाम इत्यादी दरम्यान क्षैतिज आणि उभ्या कोनांचे मोजमाप करण्यासाठी एक जिओडेटिक साधन आहे.

पातळी - पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील बिंदूंची उंची मोजण्यासाठी एक भौगोलिक साधन - समतल करणे, तसेच स्थापनेदरम्यान क्षैतिज दिशानिर्देश सेट करणे इ. कार्य करते

नेव्हिगेशनमध्ये, सेक्स्टंटचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो - क्षितिजाच्या वरच्या खगोलीय पिंडांची उंची मोजण्यासाठी किंवा निरीक्षकाच्या ठिकाणाचे निर्देशांक निर्धारित करण्यासाठी दृश्यमान वस्तूंमधील कोन मोजण्यासाठी गोनीओमेट्रिक मिरर-रिफ्लेक्टीव्ह इन्स्ट्रुमेंट. सेक्स्टंटचे सर्वात महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे निरीक्षकाच्या दृश्य क्षेत्रामध्ये एकाच वेळी दोन वस्तू एकत्र करण्याची क्षमता, ज्यामध्ये कोन मोजला जातो, ज्यामुळे अचूकतेमध्ये लक्षणीय घट न होता विमानात किंवा जहाजावर सेक्स्टंटचा वापर केला जाऊ शकतो, पिचिंग दरम्यान देखील.

नवीन प्रकारच्या ऑप्टिकल मापन यंत्रांच्या विकासातील एक आशादायक दिशा म्हणजे त्यांना इलेक्ट्रॉनिक वाचन उपकरणांसह सुसज्ज करणे जे वाचन आणि पाहणे इत्यादी सुलभ करणे शक्य करते.

निष्कर्ष.

ऑप्टिक्सचे व्यावहारिक महत्त्व आणि ज्ञानाच्या इतर शाखांवर त्याचा प्रभाव अत्यंत महान आहे. दुर्बिणी आणि स्पेक्ट्रोस्कोपच्या आविष्काराने मानवाला विशाल विश्वात घडणाऱ्या घटनांचे सर्वात आश्चर्यकारक आणि समृद्ध जग खुले केले. सूक्ष्मदर्शकाच्या शोधामुळे जीवशास्त्रात क्रांती झाली. फोटोग्राफीने विज्ञानाच्या जवळजवळ सर्व शाखांना मदत केली आहे आणि मदत करत आहे. वैज्ञानिक उपकरणांमधील सर्वात महत्त्वाचा घटक म्हणजे लेन्स. त्याशिवाय मायक्रोस्कोप, टेलिस्कोप, स्पेक्ट्रोस्कोप, कॅमेरा, सिनेमा, टेलिव्हिजन इत्यादी नसतील. चष्मा नसतील आणि ५० पेक्षा जास्त लोक वाचू शकणार नाहीत आणि दृष्टी आवश्यक असणारी अनेक नोकर्‍या करू शकतील.

भौतिक ऑप्टिक्सद्वारे अभ्यासलेल्या घटनांची श्रेणी खूप विस्तृत आहे. ऑप्टिकल घटना भौतिकशास्त्राच्या इतर शाखांमध्ये अभ्यासल्या गेलेल्या घटनांशी जवळून संबंधित आहेत आणि ऑप्टिकल संशोधन पद्धती सर्वात सूक्ष्म आणि अचूक आहेत. म्हणूनच, हे आश्चर्यकारक नाही की बर्याच काळापासून ऑप्टिक्सने अनेक मूलभूत अभ्यासांमध्ये आणि मूलभूत भौतिक दृश्यांच्या विकासामध्ये प्रमुख भूमिका बजावली. हे सांगणे पुरेसे आहे की गेल्या शतकातील दोन्ही मुख्य भौतिक सिद्धांत - सापेक्षता सिद्धांत आणि क्वांटम सिद्धांत - ऑप्टिकल संशोधनाच्या आधारावर उद्भवले आणि मोठ्या प्रमाणात विकसित झाले. लेसरच्या शोधामुळे केवळ ऑप्टिक्समध्येच नव्हे तर विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या विविध शाखांमधील त्याच्या अनुप्रयोगांमध्येही मोठ्या प्रमाणात नवीन शक्यता उघडल्या आहेत.

मॉस्को शिक्षण समिती

जागतिक ओ आर

मॉस्को टेक्नॉलॉजिकल कॉलेज

नैसर्गिक विज्ञान विभाग

भौतिकशास्त्रातील अंतिम काम

विषयावर :

गट 14 च्या विद्यार्थ्याने सादर केले: रियाझंतसेवा ओक्साना

शिक्षक: ग्रुझदेवा एल.एन.

- आर्ट्सिबिशेव्ह S.A. भौतिकशास्त्र - एम.: मेडगिज, 1950.

- Zhdanov L.S. Zhdanov G.L. माध्यमिक शैक्षणिक संस्थांसाठी भौतिकशास्त्र - एम.: नौका, 1981.

- लँड्सबर्ग जी.एस. ऑप्टिक्स - एम.: नौका, 1976.

- लँड्सबर्ग जी.एस. प्राथमिक भौतिकशास्त्र पाठ्यपुस्तक. - एम.: नौका, 1986.

- प्रोखोरोव ए.एम. ग्रेट सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया. - एम.: सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया, 1974.

- शिवुखिन डी.व्ही. भौतिकशास्त्रातील सामान्य अभ्यासक्रम: ऑप्टिक्स - एम.: नौका, 1980.

भौमितिक ऑप्टिक्स हे ऑप्टिक्सचे अत्यंत सोपे केस आहे. मूलत:, ही वेव्ह ऑप्टिक्सची एक सरलीकृत आवृत्ती आहे जी हस्तक्षेप आणि विवर्तन यासारख्या घटनांचा विचार करत नाही किंवा फक्त गृहीत धरत नाही. येथे सर्व काही अत्यंत सरलीकृत आहे. आणि हे चांगले आहे.

मूलभूत संकल्पना

भौमितिक ऑप्टिक्स- ऑप्टिक्सची एक शाखा जी पारदर्शक माध्यमांमध्ये प्रकाश प्रसाराचे नियम, आरशाच्या पृष्ठभागावरून प्रकाश परावर्तनाचे नियम आणि प्रकाश ऑप्टिकल प्रणालींमधून जातो तेव्हा प्रतिमा तयार करण्याचे सिद्धांत तपासते.

महत्वाचे!या सर्व प्रक्रिया प्रकाशाच्या लहरी गुणधर्म विचारात न घेता विचारात घेतल्या जातात!

जीवनात, भौमितिक ऑप्टिक्स, एक अत्यंत सरलीकृत मॉडेल असल्याने, तरीही विस्तृत अनुप्रयोग आढळतो. हे शास्त्रीय यांत्रिकी आणि सापेक्षता सारखे आहे. शास्त्रीय मेकॅनिक्सच्या चौकटीत आवश्यक गणना करणे बरेचदा सोपे असते.

भौमितिक ऑप्टिक्सची मूळ संकल्पना आहे प्रकाशझोत.

लक्षात घ्या की वास्तविक प्रकाश बीम एका रेषेत पसरत नाही, परंतु त्याचे मर्यादित कोनीय वितरण असते, जे बीमच्या ट्रान्सव्हर्स आकारावर अवलंबून असते. भौमितिक ऑप्टिक्स बीमच्या ट्रान्सव्हर्स परिमाणांकडे दुर्लक्ष करते.

प्रकाशाच्या रेक्टलाइनर प्रसाराचा नियम

हा नियम आपल्याला सांगतो की एकसंध माध्यमात प्रकाश एका सरळ रेषेत प्रवास करतो. दुसऱ्या शब्दांत, बिंदू A ते बिंदू B पर्यंत, प्रकाश त्या मार्गावर फिरतो ज्यावर मात करण्यासाठी कमीतकमी वेळ लागतो.

प्रकाश किरणांच्या स्वातंत्र्याचा कायदा

प्रकाशकिरणांचा प्रसार एकमेकांपासून स्वतंत्रपणे होतो. याचा अर्थ काय? याचा अर्थ असा की भौमितिक प्रकाशशास्त्र असे गृहीत धरते की किरणांचा एकमेकांवर प्रभाव पडत नाही. आणि ते पसरले जसे की इतर कोणतेही किरण नाहीत.

प्रकाश परावर्तनाचा नियम

जेव्हा प्रकाशाचा मिरर (प्रतिबिंबित) पृष्ठभागाशी सामना होतो, तेव्हा परावर्तन होते, म्हणजेच प्रकाश किरणाच्या प्रसाराच्या दिशेने बदल होतो. तर, परावर्तनाचा नियम असे सांगतो की घटना आणि परावर्तित किरण घटना बिंदूकडे काढलेल्या सामान्य सोबत एकाच समतलात असतात. शिवाय, घटनांचा कोन परावर्तनाच्या कोनाइतका असतो, म्हणजे. सामान्य किरणांमधील कोन दोन समान भागांमध्ये विभाजित करतो.

अपवर्तनाचा नियम (स्नेल्स)

माध्यमांमधील इंटरफेसमध्ये, परावर्तनासह, अपवर्तन देखील होते, म्हणजे. बीम परावर्तित आणि अपवर्तित मध्ये विभागलेला आहे.

तसे! आमच्या सर्व वाचकांसाठी आता सवलत आहे 10% वर कोणत्याही प्रकारचे काम.


घटना आणि अपवर्तन कोनांच्या साइन्सचे गुणोत्तर हे स्थिर मूल्य आहे आणि ते या माध्यमांच्या अपवर्तक निर्देशांकांच्या गुणोत्तरासारखे आहे. या प्रमाणाला पहिल्याच्या तुलनेत दुसऱ्या माध्यमाचा अपवर्तक निर्देशांक देखील म्हणतात.

येथे संपूर्ण अंतर्गत प्रतिबिंबाच्या बाबतीत स्वतंत्रपणे विचार करणे योग्य आहे. जेव्हा प्रकाश ऑप्टिकली घनतेच्या माध्यमापासून कमी घनतेपर्यंत प्रसारित होतो, तेव्हा अपवर्तनाचा कोन आपत्तीच्या कोनापेक्षा मोठा असतो. त्यानुसार, आपत्तीचा कोन जसजसा वाढत जाईल, तसतसा अपवर्तन कोनही वाढेल. घटनांच्या एका विशिष्ट मर्यादित कोनात, अपवर्तन कोन 90 अंश इतका होईल. घटनेच्या कोनात आणखी वाढ झाल्याने, प्रकाश दुसऱ्या माध्यमात अपवर्तित होणार नाही आणि घटनेची तीव्रता आणि परावर्तित किरण समान असतील. याला संपूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब म्हणतात.

प्रकाश किरणांच्या प्रत्यावर्तनीयतेचा नियम

चला कल्पना करूया की एक तुळई, एका विशिष्ट दिशेने पसरत आहे, त्यात अनेक बदल आणि अपवर्तन झाले आहेत. प्रकाश किरणांच्या प्रत्यावर्तनीयतेचा नियम सांगतो की या किरणाकडे दुसरा किरण पाठवला तर तो पहिल्या किरणांप्रमाणेच, पण विरुद्ध दिशेने जाईल.

आम्ही भौमितिक ऑप्टिक्सच्या मूलभूत गोष्टींचा अभ्यास करत राहू आणि भविष्यात आम्ही विविध कायद्यांचा वापर करून समस्या सोडवण्याची उदाहरणे नक्कीच पाहू. बरं, आता तुम्हाला काही प्रश्न असल्यास, योग्य उत्तरांसाठी तज्ञांचे स्वागत आहे विद्यार्थी सेवा. आम्ही कोणत्याही समस्येचे निराकरण करण्यात मदत करू!

परिचय ................................................... ........................................................ ............................................. 2

धडा 1. ऑप्टिकल घटनांचे मूलभूत नियम.................................................. .......... ४

1.1 प्रकाशाच्या रेक्टलाइनर प्रसाराचा नियम......................................... .......... 4

1.2 प्रकाश किरणांच्या स्वातंत्र्याचा नियम......................................... ....................... 5

1.3 प्रकाशाच्या परावर्तनाचा नियम.................................. ........................................................ ............. 5

1.4 प्रकाश अपवर्तनाचा नियम................................. ........................................................ ..... 5

धडा 2. आदर्श ऑप्टिकल प्रणाली................................................. ........ ......... 7

धडा 3. ऑप्टिकल सिस्टमचे घटक........................................... ......... 9

3.1 डायाफ्राम आणि ऑप्टिकल सिस्टीममध्ये त्यांची भूमिका.................................................. .......................... 9

३.२ प्रवेश आणि निर्गमन विद्यार्थी................................ ........................................................ १०

धडा 4. आधुनिक ऑप्टिकल प्रणाली ................................................ ........ 12

4.1 ऑप्टिकल प्रणाली ................................................ .................................................................... .......... 12

४.२ फोटोग्राफिक उपकरणे................................................ .................................................... १३

4.3 डोळा एक ऑप्टिकल प्रणाली म्हणून................................. ........................................................ १३

धडा 5. डोळ्यांना मदत करणार्‍या ऑप्टिकल सिस्टीम..................................... 16

५.१ भिंग ................................................ .................................................................... .......................................................... १७

५.२ सूक्ष्मदर्शक ................................................ ................................................... ........................................18

5.3 स्पॉटिंग स्कोप...................................................... .................................................................... ..........................................२०

5.4 प्रोजेक्शन उपकरणे................................................ .................................................................... ................. २१

५.५ स्पेक्ट्रल उपकरणे................................................ ..................................................................... ........... 22

5.6 ऑप्टिकल मापन यंत्र.................................................. ...................................... 23

निष्कर्ष ................................................... .................................................................... ...................................... २८

संदर्भग्रंथ ................................................. .................................................................... ..... ..... २९

परिचय.

ऑप्टिक्स ही भौतिकशास्त्राची एक शाखा आहे जी ऑप्टिकल रेडिएशन (प्रकाश), त्याचा प्रसार आणि प्रकाश आणि पदार्थ यांच्या परस्परसंवादादरम्यान आढळलेल्या घटनांचा अभ्यास करते. ऑप्टिकल रेडिएशन हे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा आहेत आणि म्हणूनच ऑप्टिक्स हा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या सामान्य अभ्यासाचा भाग आहे.

ऑप्टिक्स हा लहान विद्युत चुंबकीय लहरींच्या प्रसाराशी संबंधित भौतिक घटनांचा अभ्यास आहे, ज्याची लांबी अंदाजे 10 -5 -10 -7 मीटर आहे. विद्युत चुंबकीय लहरींच्या स्पेक्ट्रमच्या या विशिष्ट प्रदेशाचे महत्त्व या वस्तुस्थितीमुळे आहे ते, 400-760 nm तरंगलांबीच्या अरुंद श्रेणीमध्ये मानवी डोळ्यांना थेट दिसणाऱ्या दृश्यमान प्रकाशाचा प्रदेश आहे. हे एकीकडे क्ष-किरणांद्वारे मर्यादित आहे आणि दुसरीकडे रेडिओ उत्सर्जनाच्या मायक्रोवेव्ह श्रेणीद्वारे. होत असलेल्या प्रक्रियेच्या भौतिकशास्त्राच्या दृष्टिकोनातून, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा (दृश्यमान प्रकाश) च्या अशा अरुंद स्पेक्ट्रमला वेगळे करणे फारसा अर्थपूर्ण नाही, म्हणून "ऑप्टिकल श्रेणी" च्या संकल्पनेमध्ये सहसा इन्फ्रारेड आणि अल्ट्राव्हायोलेट रेडिएशन देखील समाविष्ट असते.

ऑप्टिकल श्रेणीची मर्यादा सशर्त आहे आणि मुख्यत्वे सामान्यतेद्वारे निर्धारित केली जाते तांत्रिक माध्यमआणि विशिष्ट श्रेणीतील घटनांचा अभ्यास करण्याच्या पद्धती. हे साधन आणि पद्धती अशा उपकरणांचा वापर करून किरणोत्सर्गाच्या लहरी गुणधर्मांवर आधारित ऑप्टिकल वस्तूंच्या प्रतिमा तयार करतात ज्यांचे रेषीय परिमाण रेडिएशनच्या लांबीपेक्षा खूप मोठे आहेत, तसेच प्रकाश रिसीव्हर्सचा वापर, ज्याची क्रिया आहे. त्याच्या क्वांटम गुणधर्मांवर आधारित.

परंपरेनुसार, ऑप्टिक्स सहसा भौमितिक, भौतिक आणि शारीरिक विभागले जातात. भौमितिक ऑप्टिक्स प्रकाशाच्या स्वरूपाचा प्रश्न सोडतो, त्याच्या प्रसाराच्या प्रायोगिक नियमांपासून पुढे जातो आणि प्रकाशकिरणांच्या अपवर्तित आणि विविध ऑप्टिकल गुणधर्मांसह आणि ऑप्टिकल एकसंध माध्यमात रेक्टलाइनर असलेल्या माध्यमांच्या सीमांवर परावर्तित होण्याची कल्पना वापरते. निर्देशांकांवर अपवर्तक निर्देशांक n च्या ज्ञात अवलंबित्व असलेल्या माध्यमातील प्रकाश किरणांच्या मार्गाचा गणिती अभ्यास करणे किंवा त्याउलट, पारदर्शक आणि परावर्तित माध्यमांचे ऑप्टिकल गुणधर्म आणि आकार शोधणे हे त्याचे कार्य आहे ज्यामध्ये किरण एका बाजूने येतात. दिलेला मार्ग. भौमितिक ऑप्टिक्स हे ऑप्टिकल उपकरणांच्या गणनेसाठी आणि डिझाइनसाठी सर्वात महत्वाचे आहे - चष्मा लेन्सपासून जटिल लेन्सपर्यंत आणि प्रचंड खगोलीय उपकरणे.

फिजिकल ऑप्टिक्स प्रकाश आणि प्रकाशाच्या घटनेच्या स्वरूपाशी संबंधित समस्यांचे परीक्षण करते. प्रकाश हे ट्रान्सव्हर्स इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरी आहे हे विधान प्रकाश विवर्तन, हस्तक्षेप, प्रकाश ध्रुवीकरण आणि अॅनिसोट्रॉपिक माध्यमातील प्रसाराच्या मोठ्या संख्येने प्रायोगिक अभ्यासाच्या परिणामांवर आधारित आहे.

ऑप्टिक्सच्या सर्वात महत्त्वाच्या पारंपारिक समस्यांपैकी एक - भौमितिक आकार आणि चमक वितरण दोन्हीमध्ये मूळशी जुळणारी प्रतिमा मिळवणे - मुख्यतः भौतिक ऑप्टिक्सच्या सहभागासह भौमितिक ऑप्टिक्सद्वारे सोडविली जाते. भौमितिक ऑप्टिक्स ऑप्टिकल प्रणाली कशी तयार केली जावी या प्रश्नाचे उत्तर देते जेणेकरून ऑब्जेक्टच्या प्रतिमेची भौमितिक समानता राखताना ऑब्जेक्टचा प्रत्येक बिंदू देखील एक बिंदू म्हणून चित्रित केला जाईल. हे प्रतिमेच्या विकृतीचे स्त्रोत आणि वास्तविक ऑप्टिकल सिस्टममध्ये त्याची पातळी दर्शवते. ऑप्टिकल सिस्टम तयार करण्यासाठी, आवश्यक गुणधर्मांसह ऑप्टिकल सामग्री तयार करण्याचे तंत्रज्ञान, तसेच ऑप्टिकल घटकांवर प्रक्रिया करण्याचे तंत्रज्ञान आवश्यक आहे. तांत्रिक कारणास्तव, गोलाकार पृष्ठभागांसह लेन्स आणि आरसे बहुतेकदा वापरले जातात, परंतु ऑप्टिकल प्रणाली सुलभ करण्यासाठी आणि उच्च छिद्र गुणोत्तरांवर प्रतिमा गुणवत्ता सुधारण्यासाठी, ऑप्टिकल घटक वापरले जातात.

धडा 1. ऑप्टिकल घटनांचे मूलभूत नियम.

ऑप्टिकल संशोधनाच्या पहिल्या कालखंडात, ऑप्टिकल घटनेचे खालील चार मूलभूत नियम प्रायोगिकरित्या स्थापित केले गेले:

1. प्रकाशाच्या रेक्टलाइनर प्रसाराचा नियम.

2. प्रकाश बीमच्या स्वातंत्र्याचा कायदा.

3. आरशाच्या पृष्ठभागावरून परावर्तनाचा नियम.

4. दोन पारदर्शक माध्यमांच्या सीमेवर प्रकाशाच्या अपवर्तनाचा नियम.

या कायद्यांच्या पुढील अभ्यासातून असे दिसून आले की, प्रथमतः, त्यांचा पहिल्या दृष्टीक्षेपात वाटेल त्यापेक्षा खूप खोल अर्थ आहे आणि दुसरे म्हणजे, त्यांचा वापर मर्यादित आहे आणि ते केवळ अंदाजे कायदे आहेत. मूलभूत ऑप्टिकल कायद्यांच्या लागू होण्याच्या अटी आणि मर्यादांची स्थापना म्हणजे प्रकाशाच्या स्वरूपाच्या अभ्यासात महत्त्वपूर्ण प्रगती.

या कायद्यांचे सार खालीलप्रमाणे उकळते.

एकसंध माध्यमात, प्रकाश सरळ रेषेत प्रवास करतो.

हा कायदा युक्लिडला श्रेय दिलेल्या ऑप्टिक्सवरील कामांमध्ये आढळतो आणि कदाचित खूप पूर्वी ज्ञात आणि लागू केला गेला होता.

यांनी दिलेल्या तीक्ष्ण सावल्यांच्या निरीक्षणातून या कायद्याचा प्रायोगिक पुरावा मिळू शकतो. बिंदू स्रोतप्रकाश, किंवा लहान छिद्रे वापरून प्रतिमा प्राप्त करणे. तांदूळ. 1 लहान छिद्र वापरून प्रतिमा संपादन स्पष्ट करते, प्रतिमेचा आकार आणि आकार हे दर्शविते की प्रक्षेपण सरळ किरणांचा वापर करून होते.

अंजीर. 1 प्रकाशाचा रेक्टिलीनियर प्रसार: लहान छिद्र वापरून प्रतिमा संपादन.

रेक्टलिनियर प्रसाराचा नियम अनुभवाने दृढपणे स्थापित केला जाऊ शकतो. याचा खूप खोल अर्थ आहे, कारण सरळ रेषेची संकल्पना स्पष्टपणे ऑप्टिकल निरीक्षणातून उद्भवली आहे. सरळ रेषेची भौमितीय संकल्पना, दोन बिंदूंमधील सर्वात कमी अंतर दर्शविणारी रेषा, ही एका रेषेची संकल्पना आहे जिच्या बाजूने प्रकाश एकसंध माध्यमात पसरतो.

वर्णन केलेल्या घटनेचा अधिक तपशीलवार अभ्यास दर्शवितो की जर आपण अगदी लहान छिद्रांमध्ये गेलो तर प्रकाशाच्या रेक्टलाइनर प्रसाराचा नियम त्याचे बल गमावतो.

तर, अंजीर मध्ये चित्रित केलेल्या प्रयोगात. 1, आम्हाला सुमारे 0.5 मिमीच्या भोक आकारासह चांगली प्रतिमा मिळेल. भोक मध्ये त्यानंतरच्या कपात सह, प्रतिमा अपूर्ण असेल आणि सुमारे 0.5-0.1 मायक्रॉनच्या छिद्रासह, प्रतिमा अजिबात कार्य करणार नाही आणि स्क्रीन जवळजवळ समान रीतीने प्रकाशित होईल.

प्रकाश प्रवाह स्वतंत्र प्रकाश बीममध्ये विभागला जाऊ शकतो, त्यांना हायलाइट करतो, उदाहरणार्थ, डायाफ्राम वापरुन. या निवडलेल्या प्रकाश बीमची क्रिया स्वतंत्र असल्याचे दिसून येते, म्हणजे. एकाच बीमद्वारे निर्माण होणारा परिणाम इतर बीम एकाच वेळी कार्य करतात किंवा काढून टाकतात यावर अवलंबून नाही.

आपत्कालीन किरण, सामान्य ते परावर्तित पृष्ठभाग आणि परावर्तित किरण एकाच समतलात असतात (चित्र 2), आणि किरण आणि सामान्य यांच्यातील कोन एकमेकांच्या बरोबरीचे असतात: आपत्कालीन कोन i कोनाइतका असतो रिफ्लेक्शन i." या कायद्याचा उल्लेख युक्लिडच्या कामातही आहे. त्याची स्थापना पॉलिश केलेल्या धातूच्या पृष्ठभागाच्या (मिरर) वापराशी संबंधित आहे, जी खूप दूरच्या युगात आधीपासूनच ओळखली जाते.

तांदूळ. 2 प्रतिबिंब कायदा.

तांदूळ. 3 अपवर्तनाचा नियम.

डायाफ्राम हा एक अपारदर्शक अडथळा आहे जो ऑप्टिकल सिस्टीममध्ये (टेलिस्कोप, रेंजफाइंडर्स, मायक्रोस्कोप, फिल्म आणि फोटोग्राफिक कॅमेरा इ.) मध्ये प्रकाश बीमच्या क्रॉस-सेक्शनला मर्यादित करतो. डायफ्रामची भूमिका अनेकदा लेन्स, प्रिझम, आरसे आणि इतर ऑप्टिकल भागांच्या फ्रेम्स, डोळ्याची बाहुली, प्रकाशित वस्तूच्या सीमा आणि स्पेक्ट्रोस्कोपमध्ये - स्लिट्सद्वारे खेळली जाते.

कोणतीही ऑप्टिकल प्रणाली - सशस्त्र आणि विनाअनुदानित डोळा, फोटोग्राफिक उपकरणे, प्रोजेक्शन उपकरणे - शेवटी विमानावर प्रतिमा काढते (स्क्रीन, फोटोग्राफिक प्लेट, डोळयातील पडदा); वस्तू बहुतेक प्रकरणांमध्ये त्रिमितीय असतात. तथापि, एक आदर्श ऑप्टिकल प्रणाली देखील, मर्यादित न राहता, विमानात त्रिमितीय वस्तूची प्रतिमा प्रदान करू शकत नाही. खरंच, त्रिमितीय ऑब्जेक्टचे वैयक्तिक बिंदू ऑप्टिकल सिस्टमपासून वेगवेगळ्या अंतरावर असतात आणि ते वेगवेगळ्या संयुग्म विमानांशी संबंधित असतात.

चमकदार बिंदू O (Fig. 5) विमान MM 1 मध्ये EE सह O` ची तीक्ष्ण प्रतिमा देतो. परंतु बिंदू A आणि B A` आणि B` मध्ये तीक्ष्ण प्रतिमा देतात आणि MM समतल ते हलकी वर्तुळे म्हणून प्रक्षेपित केले जातात, ज्याचा आकार बीमच्या रुंदीच्या मर्यादेवर अवलंबून असतो. जर सिस्टीम अमर्यादित नसेल, तर ए आणि बी मधील बीम विमान एमएमला समान रीतीने प्रकाशित करतील, याचा अर्थ असा की ऑब्जेक्टची कोणतीही प्रतिमा प्राप्त होणार नाही, परंतु केवळ EE विमानात असलेल्या त्याच्या वैयक्तिक बिंदूंची प्रतिमा प्राप्त होईल.

बीम जितके अरुंद असतील तितके विमानावरील ऑब्जेक्टच्या जागेची प्रतिमा अधिक स्पष्ट होईल. अधिक तंतोतंत, विमानात चित्रित केलेली अवकाशीय वस्तू नाही, तर ते सपाट चित्र, जे विशिष्ट समतल EE (इंस्टॉलेशन प्लेन) वर ऑब्जेक्टचे प्रक्षेपण आहे, इमेज प्लेन MM सह सिस्टीमशी संबंधित आहे. प्रोजेक्शन सेंटर सिस्टमच्या बिंदूंपैकी एक आहे (ऑप्टिकल इन्स्ट्रुमेंटच्या प्रवेशद्वाराचे केंद्र).

छिद्राचा आकार आणि स्थिती प्रदीपन आणि प्रतिमेची गुणवत्ता, फील्डची खोली आणि ऑप्टिकल सिस्टमचे रिझोल्यूशन आणि दृश्य क्षेत्र निर्धारित करते.

डायाफ्राम जो प्रकाश बीमला सर्वात मजबूतपणे मर्यादित करतो त्याला छिद्र किंवा प्रभावी म्हणतात. त्याची भूमिका लेन्सच्या फ्रेमद्वारे किंवा विशेष स्फोटक डायाफ्रामद्वारे खेळली जाऊ शकते, जर हा डायाफ्राम लेन्सच्या फ्रेमपेक्षा प्रकाश किरणांना अधिक मजबूतपणे मर्यादित करतो.

तांदूळ. 6. BB - छिद्र डायाफ्राम; B 1 B 1 - प्रवेशद्वार विद्यार्थी; B 2 B 2 - बाहेर पडा विद्यार्थी.

स्फोटक छिद्र डायाफ्राम बहुतेकदा जटिल ऑप्टिकल प्रणालीच्या वैयक्तिक घटक (लेन्स) दरम्यान स्थित असतो (चित्र 6), परंतु ते सिस्टमच्या समोर किंवा नंतर ठेवले जाऊ शकते.

जर BB वास्तविक छिद्र डायाफ्राम असेल (चित्र 6), आणि B 1 B 1 आणि B 2 B 2 या प्रणालीच्या पुढील आणि मागील भागांमध्ये त्याच्या प्रतिमा असतील, तर BB मधून जाणारे सर्व किरण B 1 B मधून जातील. 1 आणि B 2 B 2 आणि त्याउलट, i.e. कोणताही डायफ्राम ВВ, В 1 В 1, В 2 В 2 सक्रिय बीम मर्यादित करतो.

प्रवेशद्वार बाहुली वास्तविक छिद्रे किंवा त्यांच्या प्रतिमांचा आहे जो येणार्या तुळईला सर्वात मजबूतपणे मर्यादित करतो, म्हणजे. ऑब्जेक्टच्या विमानासह ऑप्टिकल अक्षाच्या छेदनबिंदूपासून सर्वात लहान कोनात दृश्यमान.

एक्झिट पुपिल हे छिद्र किंवा त्याची प्रतिमा आहे जी सिस्टममधून बाहेर पडणाऱ्या बीमला मर्यादित करते. प्रवेशद्वार आणि निर्गमन विद्यार्थी संपूर्ण प्रणालीच्या संदर्भात संयुग्मित आहेत.

प्रवेशद्वाराच्या बाहुलीची भूमिका एक किंवा दुसर्या छिद्राने किंवा त्याची प्रतिमा (वास्तविक किंवा काल्पनिक) द्वारे खेळली जाऊ शकते. काही महत्त्वाच्या प्रकरणांमध्ये, चित्रित वस्तू ही एक प्रकाशित छिद्र असते (उदाहरणार्थ, स्पेक्ट्रोग्राफची स्लिट), आणि प्रकाश थेट छिद्राजवळ असलेल्या प्रकाश स्रोताद्वारे किंवा सहायक कंडेन्सरद्वारे प्रदान केला जातो. या प्रकरणात, स्थानावर अवलंबून, प्रवेशद्वाराच्या बाहुलीची भूमिका स्त्रोताच्या सीमा किंवा त्याच्या प्रतिमेद्वारे किंवा कंडेनसरची सीमा इत्यादीद्वारे खेळली जाऊ शकते.

जर छिद्र डायाफ्राम सिस्टीमच्या समोर असेल तर ते प्रवेशद्वाराच्या बाहुलीशी जुळते आणि या प्रणालीमध्ये बाहेर पडणारा विद्यार्थी ही त्याची प्रतिमा असेल. जर ते सिस्टीमच्या मागे असेल तर ते बाहेर पडणाऱ्या विद्यार्थ्याशी एकरूप होते आणि प्रवेशद्वार हा सिस्टीममध्ये त्याची प्रतिमा असेल. जर स्फोटकाचा छिद्र डायाफ्राम सिस्टमच्या आत असेल (चित्र 6), तर सिस्टमच्या पुढील भागात त्याची प्रतिमा B 1 B 1 प्रवेशद्वाराच्या बाहुलीचे काम करते आणि प्रणालीच्या मागील बाजूस B 2 B 2 प्रतिमा निर्गमन विद्यार्थी म्हणून काम करते. प्रवेशद्वाराच्या बाहुलीची त्रिज्या वस्तूच्या समतल अक्षाच्या छेदनबिंदूपासून ज्या कोनात दिसते त्याला “छिद्र कोन” म्हणतात आणि ज्या कोनात बाहेर पडणाऱ्या बाहुलीची त्रिज्या त्या बिंदूपासून दृश्यमान असते. प्रतिमेच्या समतलासह अक्षाच्या छेदनबिंदूचा प्रक्षेपण कोन किंवा निर्गमन छिद्र कोन आहे. [३]

धडा 4. आधुनिक ऑप्टिकल प्रणाली.

एक पातळ लेन्स सर्वात सोपी ऑप्टिकल प्रणाली दर्शवते. साध्या पातळ लेन्सचा वापर प्रामुख्याने चष्म्यासाठी चष्म्याच्या स्वरूपात केला जातो. याव्यतिरिक्त, भिंग म्हणून लेन्सचा वापर सुप्रसिद्ध आहे.

अनेक ऑप्टिकल उपकरणांची क्रिया - प्रोजेक्शन दिवा, कॅमेरा आणि इतर उपकरणे - पातळ लेन्सच्या क्रियेशी योजनाबद्धपणे तुलना केली जाऊ शकते. तथापि, एक पातळ लेन्स केवळ तुलनेने दुर्मिळ प्रकरणात चांगली प्रतिमा देते जेव्हा एखादी व्यक्ती मुख्य ऑप्टिकल अक्षाच्या बाजूने स्त्रोताकडून येणार्‍या एका अरुंद सिंगल-कलर बीमपर्यंत किंवा त्यास मोठ्या कोनात मर्यादित करू शकते. बर्‍याच व्यावहारिक समस्यांमध्ये, जेथे या अटी पूर्ण केल्या जात नाहीत, पातळ लेन्सद्वारे तयार केलेली प्रतिमा त्याऐवजी अपूर्ण असते. म्हणून, बहुतेक प्रकरणांमध्ये, ते अधिक जटिल ऑप्टिकल प्रणाली तयार करण्याचा अवलंब करतात ज्यात मोठ्या प्रमाणात अपवर्तक पृष्ठभाग असतात आणि या पृष्ठभागांच्या समीपतेच्या आवश्यकतेनुसार मर्यादित नसतात (पातळ लेन्सद्वारे पूर्ण केलेली आवश्यकता). [ ४ ]

सर्वसाधारणपणे, मानवी डोळा एक गोलाकार शरीर आहे ज्याचा व्यास सुमारे 2.5 सेमी आहे, ज्याला नेत्रगोलक (चित्र 10) म्हणतात. डोळ्याच्या अपारदर्शक आणि टिकाऊ बाह्य स्तराला स्क्लेरा म्हणतात आणि त्याच्या पारदर्शक आणि अधिक बहिर्वक्र पुढच्या भागाला कॉर्निया म्हणतात. आतील बाजूस, स्क्लेरा कोरॉइडने झाकलेला असतो, ज्यामध्ये डोळ्यांना पुरवठा करणाऱ्या रक्तवाहिन्या असतात. कॉर्नियाच्या विरुद्ध, कोरोइड आयरीसमध्ये जातो, वेगवेगळ्या लोकांमध्ये वेगळ्या रंगाचा असतो, जो पारदर्शक पाणचट वस्तुमान असलेल्या चेंबरद्वारे कॉर्नियापासून विभक्त होतो.

बुबुळात एक गोल छिद्र आहे,

त्याला विद्यार्थी म्हणतात, ज्याचा व्यास बदलू शकतो. अशा प्रकारे, डोळ्यातील प्रकाशाच्या प्रवेशाचे नियमन करून, बुबुळ डायाफ्रामची भूमिका बजावते. तेजस्वी प्रकाशात बाहुली लहान होते आणि कमी प्रकाशात ते मोठे होते. बुबुळाच्या मागे नेत्रगोलकाच्या आत लेन्स आहे, जे सुमारे 1.4 च्या अपवर्तक निर्देशांकासह पारदर्शक पदार्थाने बनविलेले द्विकोनव्हेक्स लेन्स आहे. लेन्सभोवती रिंग स्नायू असतात, ज्यामुळे त्याच्या पृष्ठभागाची वक्रता बदलू शकते आणि म्हणून त्याची ऑप्टिकल शक्ती.

डोळ्याच्या आतील कोरोइड प्रकाशसंवेदनशील मज्जातंतूच्या शाखांनी झाकलेले असते, विशेषत: बाहुलीसमोर दाट असते. या शाखा डोळयातील पडदा तयार करतात, ज्यावर डोळ्याच्या ऑप्टिकल प्रणालीद्वारे तयार केलेल्या वस्तूंची वास्तविक प्रतिमा प्राप्त होते. डोळयातील पडदा आणि लेन्समधील जागा पारदर्शक काचेच्या शरीराने भरलेली असते, ज्याची रचना जिलेटिनस असते. रेटिनावरील वस्तूंची प्रतिमा उलटी असते. तथापि, मेंदूची क्रिया, जी प्रकाशसंवेदनशील मज्जातंतूकडून सिग्नल प्राप्त करते, आम्हाला सर्व वस्तू नैसर्गिक स्थितीत पाहण्याची परवानगी देते.

जेव्हा डोळ्यातील रिंग स्नायू शिथिल होते, तेव्हा रेटिनावर दूरच्या वस्तूंची प्रतिमा प्राप्त होते. सर्वसाधारणपणे, डोळ्याची रचना अशी असते की एखादी व्यक्ती डोळ्यापासून 6 मीटरपेक्षा जास्त अंतरावर असलेल्या वस्तू ताण न घेता पाहू शकते. या प्रकरणात, रेटिनाच्या मागे जवळच्या वस्तूंची प्रतिमा प्राप्त होते. अशा वस्तूची स्पष्ट प्रतिमा मिळविण्यासाठी, कुंडलाकार स्नायू लेन्सला अधिकाधिक संकुचित करते जोपर्यंत त्या वस्तूची प्रतिमा डोळयातील पडद्यावर दिसत नाही आणि नंतर लेन्सला संकुचित अवस्थेत धरून ठेवते.

अशा प्रकारे, कंकणाकृती स्नायू वापरून लेन्सची ऑप्टिकल शक्ती बदलून मानवी डोळ्याचे "फोकसिंग" केले जाते. डोळ्यांच्या ऑप्टिकल सिस्टमच्या क्षमतेपासून वेगवेगळ्या अंतरावर असलेल्या वस्तूंच्या वेगळ्या प्रतिमा तयार करण्याच्या क्षमतेस निवास (लॅटिन "निवास" - अनुकूलन) म्हणतात. खूप दूरच्या वस्तू पाहताना समांतर किरण डोळ्यात प्रवेश करतात. या प्रकरणात, डोळ्याला अनंतात सामावून घेतले जाते असे म्हटले जाते.

डोळा निवास अनंत नाही. कंकणाकृती स्नायूच्या मदतीने, डोळ्याची ऑप्टिकल शक्ती 12 पेक्षा जास्त डायऑप्टर्सने वाढू शकत नाही. जवळच्या वस्तूंकडे बराच वेळ पाहिल्यावर, डोळा थकतो आणि कंकणाकृती स्नायू शिथिल होऊ लागतात आणि वस्तूची प्रतिमा अस्पष्ट होते.

मानवी डोळे आपल्याला केवळ दिवसाच्या प्रकाशातच वस्तू स्पष्टपणे पाहण्याची परवानगी देतात. डोळयातील पडदा वरील प्रकाशसंवेदनशील मज्जातंतूच्या शेवटच्या जळजळीच्या वेगवेगळ्या अंशांशी जुळवून घेण्याची डोळ्याची क्षमता, उदा. निरीक्षण केलेल्या वस्तूंच्या ब्राइटनेसच्या वेगवेगळ्या अंशांना अनुकूलन म्हणतात.

डोळ्यांच्या दृश्य अक्षांच्या एका विशिष्ट बिंदूवर अभिसरण म्हणतात. जेव्हा वस्तू एखाद्या व्यक्तीपासून बर्‍याच अंतरावर असतात, तेव्हा डोळ्यांना एका वस्तूपासून दुसर्‍या वस्तूकडे हलवताना, डोळ्यांची अक्ष व्यावहारिकरित्या बदलत नाहीत आणि व्यक्ती त्या वस्तूची स्थिती योग्यरित्या निर्धारित करण्याची क्षमता गमावते. जेव्हा वस्तू खूप दूर असतात तेव्हा डोळ्यांची अक्ष समांतर असतात आणि एखादी व्यक्ती ज्या वस्तूकडे पाहत आहे ती हलत आहे की नाही हे देखील ठरवू शकत नाही. कंकणाकृती स्नायूची शक्ती, जी एखाद्या व्यक्तीच्या जवळ असलेल्या वस्तू पाहताना लेन्सला संकुचित करते, शरीराची स्थिती निश्चित करण्यात देखील एक विशिष्ट भूमिका बजावते. [२]

धडा 5. डोळ्यांना हात देणारी ऑप्टिकल प्रणाली.

जरी डोळा पातळ लेन्स नसला तरी, तरीही आपण त्यात एक बिंदू शोधू शकता ज्याद्वारे किरण अपवर्तनाशिवाय व्यावहारिकपणे जातात, म्हणजे. एक बिंदू जो ऑप्टिकल केंद्राची भूमिका बजावतो. डोळ्याचे ऑप्टिकल केंद्र त्याच्या मागील पृष्ठभागाजवळ लेन्सच्या आत असते. ऑप्टिकल सेंटरपासून रेटिनापर्यंतचे अंतर h, ज्याला डोळ्याची खोली म्हणतात, सामान्य डोळ्यासाठी 15 मिमी आहे.

ऑप्टिकल सेंटरची स्थिती जाणून घेतल्यास, तुम्ही डोळ्याच्या रेटिनावर सहजपणे एखाद्या वस्तूची प्रतिमा तयार करू शकता. प्रतिमा नेहमीच वास्तविक, कमी आणि उलट असते (चित्र 11, अ). ज्या कोनात φ ही वस्तू S 1 S 2 ऑप्टिकल केंद्र O वरून दिसते त्याला दृश्य कोन म्हणतात.

डोळयातील पडदा एक जटिल रचना आहे आणि वैयक्तिक प्रकाश-संवेदनशील घटकांचा समावेश आहे. म्हणून, एखाद्या वस्तूचे दोन बिंदू एकमेकांच्या इतके जवळ असतात की त्यांची डोळयातील पडदा वरील प्रतिमा एकाच घटकामध्ये येते, डोळ्यांना एक बिंदू समजले जाते. किमान व्हिज्युअल कोन ज्यावर दोन चमकदार ठिपके किंवा पांढर्‍या पार्श्वभूमीवर दोन काळे ठिपके अजूनही डोळ्यांना स्वतंत्रपणे जाणवतात ते अंदाजे एक मिनिट आहे. डोळा 1 पेक्षा कमी कोनात दिसणार्‍या वस्तूचे तपशील खराबपणे ओळखू शकत नाही. हा तो कोन आहे ज्यावर एक खंड दिसतो, ज्याची लांबी डोळ्यापासून 34 सेमी अंतरावर 1 सेमी आहे. मध्ये खराब प्रकाश (संध्याकाळच्या वेळी), किमान रिझोल्यूशन कोन वाढतो आणि 1º पर्यंत पोहोचू शकतो.


एखाद्या वस्तूला डोळ्याच्या जवळ आणून, आपण दृश्याचा कोन वाढवतो आणि म्हणून, मिळवतो

लहान तपशील चांगल्या प्रकारे वेगळे करण्याची क्षमता. तथापि, आम्ही ते डोळ्याच्या अगदी जवळ आणू शकत नाही, कारण डोळ्याची सामावून घेण्याची क्षमता मर्यादित आहे. सामान्य डोळ्यासाठी, वस्तू पाहण्यासाठी सर्वात अनुकूल अंतर सुमारे 25 सेमी आहे, ज्यावर डोळा जास्त थकवा न येता तपशील ओळखू शकतो. या अंतराला सर्वोत्तम दृष्टीचे अंतर म्हणतात. मायोपिक डोळ्यासाठी हे अंतर काहीसे कमी आहे. म्हणून, दूरदृष्टी असलेले लोक, सामान्य दृष्टी असलेल्या लोकांपेक्षा किंवा दूरदृष्टी असलेल्या लोकांपेक्षा प्रश्नातील वस्तू डोळ्याच्या जवळ ठेवतात, ते त्यास मोठ्या कोनातून पाहतात आणि लहान तपशीलांमध्ये फरक करू शकतात.

ऑप्टिकल उपकरणांचा वापर करून दृश्याच्या कोनात लक्षणीय वाढ केली जाते. त्यांच्या उद्देशानुसार, डोळ्यांना हात देणारी ऑप्टिकल उपकरणे खालील मोठ्या गटांमध्ये विभागली जाऊ शकतात.

1. अतिशय लहान वस्तूंचे परीक्षण करण्यासाठी वापरलेली उपकरणे (भिंग, सूक्ष्मदर्शक). ही उपकरणे विचाराधीन वस्तूंना "विस्तारित" करतात असे दिसते.

2. दूरच्या वस्तू (स्पॉटिंग स्कोप, दुर्बिणी, दुर्बिणी इ.) पाहण्यासाठी डिझाइन केलेली उपकरणे. ही उपकरणे प्रश्नातील वस्तूंना "जवळ आणतात" असे दिसते.

ऑप्टिकल उपकरण वापरताना दृश्याचा कोन वाढवून, नेत्रपटलावरील वस्तूच्या प्रतिमेचा आकार उघड्या डोळ्यातील प्रतिमेच्या तुलनेत वाढतो आणि परिणामी, तपशील ओळखण्याची क्षमता वाढते. सशस्त्र डोळ्याच्या b" च्या बाबतीत डोळयातील पडदावरील लांबी b" आणि उघड्या डोळ्याच्या प्रतिमेच्या लांबीचे गुणोत्तर b (Fig. 11, b) याला ऑप्टिकल उपकरणाचे मोठेीकरण म्हणतात.

अंजीर वापरणे. 11b हे पाहणे सोपे आहे की उघड्या डोळ्यासाठी φ आणि φ लहान असल्यामुळे N मधील वाढ व्हिज्युअल अँगल φ" च्या गुणोत्तराप्रमाणे आहे. [२,३] तर,

N = b" / b = φ" / φ,

जेथे N हे ऑब्जेक्टचे मोठेीकरण आहे;

b" सशस्त्र डोळ्यासाठी रेटिनावरील प्रतिमेची लांबी आहे;

b ही उघड्या डोळ्यासाठी रेटिनावरील प्रतिमेची लांबी आहे;

φ" – ऑप्टिकल इन्स्ट्रुमेंटद्वारे ऑब्जेक्ट पाहताना दृश्य कोन;

φ – उघड्या डोळ्यांनी एखादी वस्तू पाहताना दृश्याचा कोन.

सर्वात सोप्या ऑप्टिकल उपकरणांपैकी एक म्हणजे एक भिंग आहे - लहान वस्तूंच्या वाढीव प्रतिमा पाहण्यासाठी डिझाइन केलेले एक अभिसरण लेन्स. लेन्स डोळ्याच्या अगदी जवळ आणले जाते आणि वस्तू लेन्स आणि मुख्य फोकस दरम्यान ठेवली जाते. डोळ्याला वस्तूची आभासी आणि मोठी प्रतिमा दिसेल. पूर्णतः आरामशीर डोळ्यांनी, अनंताशी जुळवून घेतलेल्या भिंगाद्वारे एखाद्या वस्तूचे परीक्षण करणे सर्वात सोयीचे आहे. हे करण्यासाठी, वस्तू लेन्सच्या मुख्य फोकल प्लेनमध्ये ठेवली जाते जेणेकरून ऑब्जेक्टच्या प्रत्येक बिंदूमधून बाहेर पडणारे किरण लेन्सच्या मागे समांतर बीम तयार करतात. अंजीर मध्ये. आकृती 12 वस्तूच्या काठावरुन येणारे असे दोन बीम दाखवते. अनंत-समायोजित डोळ्यात प्रवेश केल्यावर, समांतर किरणांचे किरण रेटिनावर केंद्रित असतात आणि येथे वस्तूची स्पष्ट प्रतिमा देतात.



कोनीय मोठेपणा.डोळा लेन्सच्या अगदी जवळ असतो, त्यामुळे दृश्याचा कोन लेन्सच्या ऑप्टिकल सेंटरमधून ऑब्जेक्टच्या काठावरुन येणार्‍या किरणांनी बनलेला 2γ हा कोन मानता येतो. जर भिंग नसता, तर आपल्याला वस्तू डोळ्यापासून सर्वोत्तम दृष्टीच्या अंतरावर (25 सेमी) ठेवावी लागेल आणि दृश्य कोन 2β सारखा असेल. 25 सेमी आणि F सेमी बाजू असलेल्या काटकोन त्रिकोणांचा विचार करून आणि वस्तुचा अर्धा भाग Z दर्शवितो, आपण लिहू शकतो:

,

जेथे 2γ हा दृश्य कोन आहे जेव्हा भिंगाद्वारे निरीक्षण केले जाते;

2β - दृश्य कोन, जेव्हा उघड्या डोळ्याने पाहिले जाते;

F - वस्तूपासून भिंगापर्यंतचे अंतर;

Z ही प्रश्नातील वस्तूच्या अर्धी लांबी आहे.

लहान तपशील सामान्यतः भिंगाद्वारे तपासले जातात आणि म्हणून कोन γ आणि β लहान आहेत हे लक्षात घेऊन, स्पर्शिका कोनांनी बदलल्या जाऊ शकतात. हे भिंग == मोठे करण्यासाठी खालील अभिव्यक्ती देते.

म्हणून, भिंगाचे मोठेीकरण 1/F ​​च्या प्रमाणात असते, म्हणजेच त्याची ऑप्टिकल शक्ती.

लहान वस्तू पाहताना आपल्याला उच्च विस्तार प्राप्त करण्यास अनुमती देणारे उपकरण मायक्रोस्कोप म्हणतात.

सर्वात सोप्या मायक्रोस्कोपमध्ये दोन एकत्रित लेन्स असतात. एक अतिशय लहान-फोकस लेन्स L 1 P"Q" (चित्र 13) या वस्तूची एक अत्यंत मॅग्निफाईड वास्तविक प्रतिमा देते, जी भिंगाच्या काचेप्रमाणे आयपीसद्वारे पाहिली जाते.



लेन्सने n 1 आणि आयपीसने n 2 ने दिलेले रेखीय मोठेीकरण दर्शवू, याचा अर्थ = n 1 आणि = n 2,

जेथे P"Q" ही वस्तूची वाढलेली वास्तविक प्रतिमा आहे;

PQ - आयटम आकार;

या अभिव्यक्तींचा गुणाकार केल्यास = n 1 n 2 मिळेल.

जेथे PQ हा ऑब्जेक्टचा आकार आहे;

P""Q"" - ऑब्जेक्टची वाढलेली आभासी प्रतिमा;

n 1 - लेन्सचे रेखीय मोठेीकरण;

n 2 - आयपीसचे रेखीय मोठेीकरण.

हे दर्शविते की सूक्ष्मदर्शकाचे मोठेीकरण हे उद्दिष्ट आणि आयपीसने स्वतंत्रपणे दिलेल्या मॅग्निफिकेशनच्या गुणाकाराच्या समान आहे. त्यामुळे 1000 पर्यंत आणि त्याहूनही अधिक - खूप उच्च वाढ देणारी उपकरणे तयार करणे शक्य आहे. चांगल्या सूक्ष्मदर्शकांमध्ये, लेन्स आणि आयपीस जटिल असतात.

आयपीसमध्ये सामान्यतः दोन लेन्स असतात, परंतु लेन्स अधिक जटिल असतात. उच्च मोठेपणा प्राप्त करण्याची इच्छा अतिशय उच्च ऑप्टिकल पॉवरसह शॉर्ट-फोकस लेन्सचा वापर करण्यास भाग पाडते. विचाराधीन वस्तू लेन्सच्या अगदी जवळ ठेवली जाते आणि किरणांचा एक विस्तृत बीम तयार करते जी पहिल्या लेन्सची संपूर्ण पृष्ठभाग भरते. हे एक तीक्ष्ण प्रतिमा मिळविण्यासाठी अत्यंत प्रतिकूल परिस्थिती निर्माण करते: जाड लेन्स आणि ऑफ-सेंटर बीम. म्हणून, सर्व प्रकारच्या उणीवा दूर करण्यासाठी, वेगवेगळ्या प्रकारच्या काचेच्या अनेक लेन्सच्या संयोजनाचा अवलंब करावा लागेल.

आधुनिक सूक्ष्मदर्शकांमध्ये सैद्धांतिक मर्यादा जवळजवळ गाठली गेली आहे. आपण सूक्ष्मदर्शकाद्वारे खूप लहान वस्तू पाहू शकता, परंतु त्यांच्या प्रतिमा लहान ठिपक्यांच्या स्वरूपात दिसतात ज्यांचे ऑब्जेक्टशी कोणतेही साम्य नसते.

अशा लहान कणांचे परीक्षण करताना, ते तथाकथित अल्ट्रामायक्रोस्कोप वापरतात, जे कंडेन्सरसह एक नियमित सूक्ष्मदर्शक आहे ज्यामुळे सूक्ष्मदर्शकाच्या अक्षावर लंब असलेल्या बाजूने प्रश्नात असलेल्या ऑब्जेक्टला तीव्रतेने प्रकाशित करणे शक्य होते.

अल्ट्रामायक्रोस्कोप वापरुन, ज्यांचे आकार मिलिमायक्रॉनपेक्षा जास्त नाही अशा कणांचा शोध घेणे शक्य आहे.

सर्वात सोप्या स्पॉटिंग स्कोपमध्ये दोन अभिसरण लेन्स असतात. पाहिल्या जाणाऱ्या वस्तूला तोंड देणार्‍या एका भिंगाला उद्दिष्ट म्हणतात, आणि दुसर्‍या लेन्सला निरीक्षकाच्या डोळ्याकडे तोंड होते त्याला आयपीस म्हणतात.


लेन्स L 1 लेन्सच्या मुख्य फोकसजवळ असलेल्या P 1 Q 1 ऑब्जेक्टची वास्तविक व्युत्क्रम आणि मोठ्या प्रमाणात कमी केलेली प्रतिमा देते. आयपीस ठेवला आहे जेणेकरून ऑब्जेक्टची प्रतिमा त्याच्या मुख्य फोकसवर असेल. या स्थितीत, आयपीस भिंगाची भूमिका बजावते, ज्याच्या मदतीने वस्तूची वास्तविक प्रतिमा पाहिली जाते.


भिंगाप्रमाणे पाईपचा प्रभाव दृश्य कोन वाढवतो. नलिका वापरून, वस्तूंची सामान्यतः त्याच्या लांबीपेक्षा कितीतरी पटीने जास्त अंतरावर तपासणी केली जाते. म्हणून, दृश्याचा कोन ज्यावर एखादी वस्तू ट्यूबशिवाय दृश्यमान आहे तो कोन 2β लेन्सच्या ऑप्टिकल केंद्राद्वारे ऑब्जेक्टच्या कडांमधून येणार्‍या किरणांनी तयार केलेला कोन म्हणून घेतला जाऊ शकतो.

प्रतिमा 2γ च्या कोनात दिसते आणि लेन्सच्या अगदी फोकस F आणि आयपीसच्या F 1 फोकसवर असते.

सामान्य लेग Z सह दोन काटकोन त्रिकोण लक्षात घेता, आपण लिहू शकतो:

,

एफ - लेन्स फोकस;

एफ 1 - आयपीस फोकस;

Z" ही प्रश्नातील वस्तूची अर्धी लांबी आहे.

कोन β आणि γ मोठे नसतात, त्यामुळे पुरेशा अंदाजाने, tanβ आणि tgγ कोनांनी बदलणे आणि नंतर पाईपमध्ये वाढ करणे शक्य आहे = ,

जेथे 2γ हा कोन आहे ज्यावर ऑब्जेक्टची प्रतिमा दृश्यमान आहे;

2β - दृश्याचा कोन ज्यावर एखादी वस्तू उघड्या डोळ्यांना दिसते;

एफ - लेन्स फोकस;

एफ 1 - आयपीस फोकस.

ट्यूबचे कोनीय मोठेपणा लेन्सच्या फोकल लांबी आणि आयपीसच्या फोकल लांबीच्या गुणोत्तराने निर्धारित केले जाते. उच्च मोठेपणा मिळविण्यासाठी, तुम्हाला दीर्घ-फोकस लेन्स आणि लहान-फोकस आयपीस घेणे आवश्यक आहे. [ १ ]

स्क्रीनवर रेखाचित्रे, छायाचित्रे किंवा रेखाचित्रे यांच्या वाढवलेल्या प्रतिमा दर्शकांना दाखवण्यासाठी प्रोजेक्शन उपकरण वापरले जाते. काचेवर किंवा पारदर्शक फिल्मवर काढलेल्या रेखांकनाला स्लाइड म्हणतात आणि अशी रेखाचित्रे प्रदर्शित करण्यासाठी डिझाइन केलेले डिव्हाइस स्वतः डायस्कोप आहे. जर उपकरण अपारदर्शक चित्रे आणि रेखाचित्रे प्रदर्शित करण्यासाठी डिझाइन केलेले असेल तर त्याला एपिस्कोप म्हणतात. दोन्ही प्रकरणांसाठी डिझाइन केलेल्या उपकरणाला एपिडियास्कोप म्हणतात.

लेन्स जी वस्तू समोरील प्रतिमा तयार करते त्याला लेन्स म्हणतात. सामान्यतः, लेन्स ही एक ऑप्टिकल प्रणाली आहे ज्याने वैयक्तिक लेन्समध्ये अंतर्निहित सर्वात महत्वाच्या कमतरता दूर केल्या आहेत. ऑब्जेक्टची प्रतिमा दर्शकांना स्पष्टपणे दिसण्यासाठी, ऑब्जेक्ट स्वतःच तेजस्वीपणे प्रकाशित करणे आवश्यक आहे.

प्रोजेक्शन उपकरणाची रचना आकृती 16 मध्ये दर्शविली आहे.

प्रकाश स्रोत S हा अवतल आरशाच्या (रिफ्लेक्टर) मध्यभागी ठेवला आहे. प्रकाश स्रोत S मधून थेट येतो आणि परावर्तकामधून परावर्तित होतो आर,कंडेनसर K वर पडते, ज्यामध्ये दोन प्लानो-कन्व्हेक्स लेन्स असतात. कंडेन्सर या प्रकाश किरणांना एकत्रित करतो


पाईप ए मध्ये, ज्याला कोलिमेटर म्हणतात, एक अरुंद स्लिट आहे, ज्याची रुंदी स्क्रू फिरवून समायोजित केली जाऊ शकते. स्लिटच्या समोर एक प्रकाश स्रोत ठेवलेला आहे, ज्याचा स्पेक्ट्रम तपासला जाणे आवश्यक आहे. स्लिट कोलिमेटरच्या फोकल प्लेनमध्ये स्थित आहे आणि म्हणून प्रकाश किरण समांतर बीमच्या स्वरूपात कोलिमेटरमधून बाहेर पडतात. प्रिझममधून गेल्यानंतर, प्रकाश किरण ट्यूब बी मध्ये निर्देशित केले जातात, ज्याद्वारे स्पेक्ट्रमचे निरीक्षण केले जाते. जर स्पेक्ट्रोस्कोप मोजमापासाठी असेल, तर स्पेक्ट्रमच्या प्रतिमेवर स्पेक्ट्रमच्या प्रतिमेवर स्पेक्ट्रमच्या प्रतिमेवर विभाजनांसह स्केलची प्रतिमा लावली जाते, जी आपल्याला स्पेक्ट्रममधील रंग रेषांची स्थिती अचूकपणे निर्धारित करण्यास अनुमती देते.

स्पेक्ट्रमचे परीक्षण करताना, त्याचे छायाचित्र काढणे आणि नंतर सूक्ष्मदर्शक वापरून त्याचा अभ्यास करणे चांगले असते.

स्पेक्ट्राचे छायाचित्रण करण्यासाठीच्या उपकरणाला स्पेक्ट्रोग्राफ म्हणतात.

स्पेक्ट्रोग्राफ आकृती अंजीर मध्ये दर्शविली आहे. १८.

रेडिएशन स्पेक्ट्रम लेन्स L 2 वापरून फ्रॉस्टेड ग्लास AB वर केंद्रित केले जाते, जे फोटो काढताना फोटोग्राफिक प्लेटने बदलले जाते. [२]


ऑप्टिकल मेजरिंग डिव्हाईस हे मोजण्याचे साधन आहे ज्यामध्ये ऑप्टिकल ऑपरेटिंग सिध्दांत असलेल्या यंत्राचा वापर करून दृश्य (केसरेषा, क्रॉसहेअर इ.सह नियंत्रित ऑब्जेक्टच्या सीमांचे संरेखन) किंवा आकार निश्चित केला जातो. ऑप्टिकल मापन यंत्रांचे तीन गट आहेत: ऑप्टिकल दृश्य तत्त्व असलेली उपकरणे आणि हालचालींचा अहवाल देण्यासाठी यांत्रिक पद्धत; ऑप्टिकल पाहणे आणि हालचालींचा अहवाल देणारी उपकरणे; संपर्क बिंदूंची हालचाल निश्चित करण्यासाठी ऑप्टिकल पद्धतीसह मोजमाप यंत्राशी यांत्रिक संपर्क साधणारी उपकरणे.

व्यापक बनलेली पहिली उपकरणे जटिल आकार आणि लहान आकारांसह भाग मोजण्यासाठी आणि निरीक्षण करण्यासाठी प्रोजेक्टर होती.

सर्वात सामान्य दुसरे उपकरण म्हणजे सार्वत्रिक मोजमाप करणारे सूक्ष्मदर्शक, ज्यामध्ये मोजला जाणारा भाग रेखांशाच्या कॅरेजवर फिरतो आणि हेड मायक्रोस्कोप ट्रान्सव्हर्स कॅरेजवर फिरतो.

तिसर्‍या गटातील उपकरणे मोजलेल्या रेषीय प्रमाणांची मोजमाप किंवा मोजमापांशी तुलना करण्यासाठी वापरली जातात. ते सहसा सामान्य नाव तुलनाकर्त्यांखाली एकत्र केले जातात. उपकरणांच्या या गटामध्ये ऑप्टिमीटर (ऑप्टिकेटर, मापन यंत्र, संपर्क इंटरफेरोमीटर, ऑप्टिकल रेंज शोधक इ.) समाविष्ट आहे.

ऑप्टिकल मापन यंत्रे भूगर्भीय (स्तर, थियोडोलाइट इ.) मध्ये देखील व्यापक आहेत.

थिओडोलाइट हे दिशानिर्देश निर्धारित करण्यासाठी आणि भौगोलिक कार्य, स्थलाकृतिक आणि सर्वेक्षण, बांधकाम इत्यादी दरम्यान क्षैतिज आणि उभ्या कोनांचे मोजमाप करण्यासाठी एक जिओडेटिक साधन आहे.

पातळी - पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील बिंदूंची उंची मोजण्यासाठी एक भौगोलिक साधन - समतल करणे, तसेच स्थापनेदरम्यान क्षैतिज दिशानिर्देश सेट करणे इ. कार्य करते

नेव्हिगेशनमध्ये, सेक्स्टंटचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो - क्षितिजाच्या वरच्या खगोलीय पिंडांची उंची मोजण्यासाठी किंवा निरीक्षकाच्या ठिकाणाचे निर्देशांक निर्धारित करण्यासाठी दृश्यमान वस्तूंमधील कोन मोजण्यासाठी गोनीओमेट्रिक मिरर-रिफ्लेक्टीव्ह इन्स्ट्रुमेंट. सेक्स्टंटचे सर्वात महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे निरीक्षकाच्या दृश्य क्षेत्रामध्ये एकाच वेळी दोन वस्तू एकत्र करण्याची क्षमता, ज्यामध्ये कोन मोजला जातो, ज्यामुळे अचूकतेमध्ये लक्षणीय घट न होता विमानात किंवा जहाजावर सेक्स्टंटचा वापर केला जाऊ शकतो, पिचिंग दरम्यान देखील.

नवीन प्रकारच्या ऑप्टिकल मापन यंत्रांच्या विकासातील एक आशादायक दिशा म्हणजे त्यांना इलेक्ट्रॉनिक वाचन उपकरणांसह सुसज्ज करणे जे वाचन आणि पाहणे इत्यादी सुलभ करणे शक्य करते. [ ५ ]


धडा 6. विज्ञान आणि तंत्रज्ञानातील ऑप्टिकल प्रणालींचा वापर.

विज्ञान आणि तंत्रज्ञानामध्ये ऑप्टिकल प्रणालींचा उपयोग आणि भूमिका खूप मोठी आहे. ऑप्टिकल घटनांचा अभ्यास केल्याशिवाय आणि ऑप्टिकल उपकरणे विकसित केल्याशिवाय, मानवता तांत्रिक विकासाच्या इतक्या उच्च स्तरावर पोहोचणार नाही.

जवळजवळ सर्व आधुनिक ऑप्टिकल उपकरणे ऑप्टिकल घटनांच्या थेट दृश्य निरीक्षणासाठी डिझाइन केलेली आहेत.

प्रतिमा बांधणीचे कायदे विविध ऑप्टिकल उपकरणांच्या बांधकामासाठी आधार म्हणून काम करतात. कोणत्याही ऑप्टिकल उपकरणाचा मुख्य भाग म्हणजे काही प्रकारची ऑप्टिकल प्रणाली. काही ऑप्टिकल उपकरणांमध्ये, प्रतिमा स्क्रीनवर प्राप्त केली जाते, तर इतर उपकरणे डोळ्यांसह कार्य करण्यासाठी डिझाइन केलेली असतात. नंतरच्या प्रकरणात, उपकरण आणि डोळा एकाच ऑप्टिकल प्रणालीचे प्रतिनिधित्व करतात आणि प्रतिमा डोळ्याच्या रेटिनावर प्राप्त होते.

काही अभ्यास रासायनिक गुणधर्मपदार्थ, शास्त्रज्ञांनी घन पृष्ठभागांवर प्रतिमा निश्चित करण्याचा एक मार्ग शोधला आणि या पृष्ठभागावर प्रतिमा प्रक्षेपित करण्यासाठी त्यांनी लेन्स असलेली ऑप्टिकल प्रणाली वापरण्यास सुरुवात केली. अशा प्रकारे, जगाला फोटो आणि फिल्म कॅमेरे प्राप्त झाले आणि त्यानंतरच्या इलेक्ट्रॉनिक्सच्या विकासासह, व्हिडिओ आणि डिजिटल कॅमेरे दिसू लागले.

डोळ्यांना जवळजवळ अदृश्य असलेल्या लहान वस्तूंचा अभ्यास करण्यासाठी, एक भिंग वापरला जातो आणि जर त्याचे मोठेीकरण पुरेसे नसेल तर सूक्ष्मदर्शकाचा वापर केला जातो. आधुनिक ऑप्टिकल मायक्रोस्कोप तुम्हाला प्रतिमा 1000 वेळा आणि इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप हजारो वेळा मोठे करण्याची परवानगी देतात. यामुळे आण्विक स्तरावर वस्तूंचा अभ्यास करणे शक्य होते.

आधुनिक खगोलशास्त्रीय संशोधन "गॅलिलिओचा कर्णा" आणि "केप्लरचा कर्णा" शिवाय शक्य होणार नाही. सामान्य थिएटर दुर्बिणीमध्ये वापरल्या जाणार्‍या गॅलिलीयन नळी वस्तूची थेट प्रतिमा देते, तर केप्लर ट्यूब उलटी प्रतिमा देते. परिणामी, केप्लर ट्यूबचा वापर स्थलीय निरीक्षणासाठी करायचा असेल, तर ती रॅपिंग सिस्टम (अतिरिक्त लेन्स किंवा प्रिझमची प्रणाली) ने सुसज्ज आहे, परिणामी प्रतिमा थेट बनते. अशा उपकरणाचे उदाहरण म्हणजे प्रिझम दुर्बीण.

केप्लर ट्यूबचा फायदा असा आहे की त्यात अतिरिक्त मध्यवर्ती प्रतिमा आहे, ज्याच्या विमानात मोजमाप स्केल, छायाचित्रे घेण्यासाठी फोटोग्राफिक प्लेट इत्यादी ठेवता येतात. परिणामी, खगोलशास्त्रात आणि मोजमापांशी संबंधित सर्व प्रकरणांमध्ये, केप्लर ट्यूबचा वापर केला जातो.

दुर्बिणीसारख्या बांधलेल्या दुर्बिणींबरोबरच - रीफ्रॅक्टर, मिरर (रिफ्लेक्टीव्ह) टेलिस्कोप किंवा रिफ्लेक्टर हे खगोलशास्त्रात खूप महत्त्वाचे आहेत.

प्रत्येक दुर्बिणीद्वारे प्रदान केलेल्या निरीक्षण क्षमता त्याच्या उघडण्याच्या व्यासानुसार निर्धारित केल्या जातात. म्हणून, प्राचीन काळापासून, वैज्ञानिक आणि तांत्रिक विचार शोधण्याचा उद्देश आहे



मोठे आरसे आणि लेन्स बनवण्याच्या पद्धती.

प्रत्येक नवीन दुर्बिणीच्या बांधणीसह, आपण पाहत असलेल्या विश्वाची त्रिज्या विस्तारत जाते.

बाह्य जागेची व्हिज्युअल धारणा ही एक जटिल क्रिया आहे ज्यामध्ये एक आवश्यक परिस्थिती आहे की सामान्य परिस्थितीत आपण दोन डोळे वापरतो. डोळ्यांच्या महान गतिशीलतेबद्दल धन्यवाद, आम्ही एकामागून एक वस्तूचे एक बिंदू पटकन निश्चित करतो; त्याच वेळी, आपण प्रश्नातील वस्तूंच्या अंतराचा अंदाज लावू शकतो, तसेच या अंतरांची एकमेकांशी तुलना करू शकतो. हे मूल्यांकन जागेच्या खोलीची कल्पना देते, एखाद्या वस्तूच्या तपशीलांचे व्हॉल्यूमेट्रिक वितरण आणि स्टिरियोस्कोपिक दृष्टी शक्य करते.

स्टिरिओस्कोपिक प्रतिमा 1 आणि 2 या लेन्स L 1 आणि L 2 वापरून पाहिल्या जातात, प्रत्येक डोळ्यासमोर ठेवल्या जातात. चित्रे लेन्सच्या फोकल प्लेनमध्ये स्थित आहेत आणि म्हणूनच त्यांच्या प्रतिमा अनंत आहेत. दोन्ही डोळे अनंतात सामावून घेतले आहेत. दोन्ही छायाचित्रांच्या प्रतिमा एस विमानात पडलेली एक आराम वस्तू म्हणून समजली जातात.

भूप्रदेशाच्या प्रतिमांचा अभ्यास करण्यासाठी सध्या स्टिरिओस्कोपचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. दोन बिंदूंमधून क्षेत्राचे छायाचित्रण केल्याने, दोन छायाचित्रे प्राप्त केली जातात, जी पाहिल्यास स्टिरिओस्कोपद्वारे आपण भूभाग स्पष्टपणे पाहू शकता. स्टिरिओस्कोपिक व्हिजनची अधिक तीक्ष्णता बनावट कागदपत्रे, पैसे इत्यादी शोधण्यासाठी स्टिरिओस्कोप वापरणे शक्य करते.

निरीक्षणासाठी बनवलेल्या लष्करी ऑप्टिकल उपकरणांमध्ये (दुर्बिणी, स्टिरिओ स्कोप), लेन्सच्या केंद्रांमधील अंतर नेहमी डोळ्यांमधील अंतरापेक्षा खूप जास्त असते आणि दूरच्या वस्तू उपकरणाशिवाय निरीक्षण करण्यापेक्षा जास्त ठळकपणे दिसतात.

उच्च अपवर्तक निर्देशांक असलेल्या शरीरात प्रवास करणाऱ्या प्रकाशाच्या गुणधर्मांच्या अभ्यासामुळे संपूर्ण अंतर्गत परावर्तनाचा शोध लागला. ऑप्टिकल फायबरच्या निर्मिती आणि वापरामध्ये या गुणधर्माचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. ऑप्टिकल फायबर कोणत्याही ऑप्टिकल रेडिएशनला तोटा न करता प्रसारित करण्याची परवानगी देतो. कम्युनिकेशन सिस्टीममध्ये ऑप्टिकल फायबरच्या वापरामुळे माहिती प्राप्त करण्यासाठी आणि पाठवण्यासाठी हाय-स्पीड चॅनेल मिळवणे शक्य झाले आहे.

एकूण अंतर्गत प्रतिबिंब आरशांऐवजी प्रिझम वापरण्याची परवानगी देते. प्रिझमॅटिक दुर्बिणी आणि पेरिस्कोप या तत्त्वावर बांधल्या जातात.



लेसर आणि फोकसिंग सिस्टीमच्या वापरामुळे लेसर रेडिएशनवर एका टप्प्यावर लक्ष केंद्रित करणे शक्य होते, जे विविध पदार्थ कापण्यासाठी, सीडी वाचण्यासाठी आणि लिहिण्यासाठी उपकरणांमध्ये आणि लेसर रेंजफाइंडरमध्ये वापरले जाते.

कोन आणि उंची (स्तर, थिओडोलाइट्स, सेक्स्टंट्स, इ.) मोजण्यासाठी भौगोलिक प्रणालींमध्ये ऑप्टिकल प्रणालींचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

पांढरा प्रकाश स्पेक्ट्रामध्ये विभाजित करण्यासाठी प्रिझमच्या वापरामुळे स्पेक्ट्रोग्राफ आणि स्पेक्ट्रोस्कोपची निर्मिती झाली. ते आपल्याला शोषण आणि उत्सर्जन स्पेक्ट्राचे निरीक्षण करण्याची परवानगी देतात घन पदार्थआणि वायू. स्पेक्ट्रल विश्लेषण आपल्याला शोधण्याची परवानगी देते रासायनिक रचनापदार्थ

सर्वात सोप्या ऑप्टिकल प्रणालींचा वापर - पातळ लेन्स, दृश्य प्रणालीतील दोष असलेल्या बर्याच लोकांना सामान्यपणे (चष्मा, डोळ्याच्या लेन्स इ.) पाहण्याची परवानगी दिली.

ऑप्टिकल प्रणालींबद्दल धन्यवाद, अनेक वैज्ञानिक शोध आणि यश मिळाले आहेत.

जीवशास्त्रापासून भौतिकशास्त्रापर्यंत, वैज्ञानिक क्रियाकलापांच्या सर्व क्षेत्रांमध्ये ऑप्टिकल प्रणाली वापरली जातात. म्हणून, आपण असे म्हणू शकतो की विज्ञान आणि तंत्रज्ञानामध्ये ऑप्टिकल सिस्टमच्या वापराची व्याप्ती अमर्याद आहे. [४.६]

निष्कर्ष.

ऑप्टिक्सचे व्यावहारिक महत्त्व आणि ज्ञानाच्या इतर शाखांवर त्याचा प्रभाव अत्यंत महान आहे. दुर्बिणी आणि स्पेक्ट्रोस्कोपच्या आविष्काराने मानवाला विशाल विश्वात घडणाऱ्या घटनांचे सर्वात आश्चर्यकारक आणि समृद्ध जग खुले केले. सूक्ष्मदर्शकाच्या शोधामुळे जीवशास्त्रात क्रांती झाली. फोटोग्राफीने विज्ञानाच्या जवळजवळ सर्व शाखांना मदत केली आहे आणि मदत करत आहे. वैज्ञानिक उपकरणांमधील सर्वात महत्त्वाचा घटक म्हणजे लेन्स. त्याशिवाय मायक्रोस्कोप, टेलिस्कोप, स्पेक्ट्रोस्कोप, कॅमेरा, सिनेमा, टेलिव्हिजन इत्यादी नसतील. चष्मा नसतील आणि ५० पेक्षा जास्त लोक वाचू शकणार नाहीत आणि दृष्टी आवश्यक असणारी अनेक नोकर्‍या करू शकतील.

भौतिक ऑप्टिक्सद्वारे अभ्यासलेल्या घटनांची श्रेणी खूप विस्तृत आहे. ऑप्टिकल घटना भौतिकशास्त्राच्या इतर शाखांमध्ये अभ्यासल्या गेलेल्या घटनांशी जवळून संबंधित आहेत आणि ऑप्टिकल संशोधन पद्धती सर्वात सूक्ष्म आणि अचूक आहेत. म्हणूनच, हे आश्चर्यकारक नाही की बर्याच काळापासून ऑप्टिक्सने अनेक मूलभूत अभ्यासांमध्ये आणि मूलभूत भौतिक दृश्यांच्या विकासामध्ये प्रमुख भूमिका बजावली. हे सांगणे पुरेसे आहे की गेल्या शतकातील दोन्ही मुख्य भौतिक सिद्धांत - सापेक्षता सिद्धांत आणि क्वांटम सिद्धांत - ऑप्टिकल संशोधनाच्या आधारावर उद्भवले आणि मोठ्या प्रमाणात विकसित झाले. लेसरच्या शोधामुळे केवळ ऑप्टिक्समध्येच नव्हे तर विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या विविध शाखांमधील त्याच्या अनुप्रयोगांमध्येही मोठ्या प्रमाणात नवीन शक्यता उघडल्या आहेत.

संदर्भग्रंथ.

1. Artsybyshev S.A. भौतिकशास्त्र - एम.: मेडगिज, 1950. - 511 पी.

2. झ्डानोव एल.एस. Zhdanov G.L. माध्यमिक शैक्षणिक संस्थांसाठी भौतिकशास्त्र - एम.: नौका, 1981. - 560 पी.

3. लँड्सबर्ग जी.एस. ऑप्टिक्स - एम.: नौका, 1976. - 928 पी.

4. लँड्सबर्ग जी.एस. प्राथमिक भौतिकशास्त्र पाठ्यपुस्तक. - एम.: नौका, 1986. - टी.3. - 656 एस.

5. प्रोखोरोव्ह ए.एम. ग्रेट सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया. - एम.: सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया, 1974. - टी.18. - 632 चे.

6. शिवुखिन डी.व्ही. भौतिकशास्त्रातील सामान्य अभ्यासक्रम: ऑप्टिक्स - एम.: नौका, 1980. - 751 पी.

भौतिकशास्त्राच्या प्राचीन आणि विपुल शाखांपैकी एक म्हणजे ऑप्टिक्स. त्याची उपलब्धी अनेक विज्ञान आणि क्रियाकलापांच्या क्षेत्रात वापरली जाते: इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकी, उद्योग, औषध आणि इतर. हे विज्ञान काय अभ्यास करते, त्याबद्दलच्या कल्पनांच्या विकासाचा इतिहास, सर्वात महत्वाची कामगिरी आणि कोणती ऑप्टिकल प्रणाली आणि उपकरणे अस्तित्वात आहेत हे आपण लेखातून शोधू शकता.

ऑप्टिक्स काय अभ्यास करते?

या विषयाचे नाव ग्रीक मूळचे आहे आणि त्याचे भाषांतर "दृश्य आकलनाचे विज्ञान" असे केले जाते. ऑप्टिक्स ही भौतिकशास्त्राची एक शाखा आहे जी प्रकाशाचे स्वरूप, त्याचे गुणधर्म आणि त्याच्या प्रसाराशी संबंधित नियमांचा अभ्यास करते. हे विज्ञान दृश्यमान प्रकाश, इन्फ्रारेड आणि अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाच्या स्वरूपाचा अभ्यास करते. प्रकाशामुळे लोक त्यांच्या सभोवतालचे जग पाहण्यास सक्षम आहेत, भौतिकशास्त्राची ही शाखा देखील रेडिएशनच्या दृश्य धारणाशी संबंधित एक विषय आहे. आणि आश्चर्य नाही: डोळा एक जटिल ऑप्टिकल प्रणाली आहे.

विज्ञानाच्या निर्मितीचा इतिहास

ऑप्टिक्सची उत्पत्ती प्राचीन काळात झाली, जेव्हा लोकांनी प्रकाशाचे स्वरूप समजून घेण्याचा प्रयत्न केला आणि ते आसपासच्या जगामध्ये वस्तू कशा पाहू शकतात हे शोधण्याचा प्रयत्न केला.

प्राचीन तत्त्ववेत्त्यांनी दृश्यमान प्रकाश हा एकतर एखाद्या व्यक्तीच्या डोळ्यांतून बाहेर पडणारा किरण किंवा वस्तूंमधून विखुरलेला आणि डोळ्यात प्रवेश करणारा लहान कणांचा प्रवाह मानला.

त्यानंतर, अनेक प्रमुख शास्त्रज्ञांनी प्रकाशाच्या स्वरूपाचा अभ्यास केला. आयझॅक न्यूटनने कॉर्पसल्स - प्रकाशाच्या लहान कणांबद्दल एक सिद्धांत तयार केला. ह्युजेन्स या दुसर्‍या शास्त्रज्ञाने तरंग सिद्धांत मांडला.

20 व्या शतकातील भौतिकशास्त्रज्ञांनी प्रकाशाच्या स्वरूपाचा शोध सुरू ठेवला: मॅक्सवेल, प्लँक, आइन्स्टाईन.

सध्या, न्यूटन आणि ह्युजेन्सची गृहीते तरंग-कण द्वैत या संकल्पनेत एकत्रित आहेत, त्यानुसार प्रकाशात कण आणि लहरी दोन्हीचे गुणधर्म आहेत.

विभाग

ऑप्टिक्स संशोधनाचा विषय केवळ प्रकाश आणि त्याचे स्वरूप नाही तर या संशोधनासाठी साधने, या घटनेचे कायदे आणि गुणधर्म आणि बरेच काही आहे. म्हणून, विज्ञानामध्ये संशोधनाच्या वैयक्तिक पैलूंना वाहिलेले अनेक विभाग आहेत.

  • भौमितिक ऑप्टिक्स;
  • लहर
  • क्वांटम

प्रत्येक विभाग खाली तपशीलवार चर्चा केली जाईल.

भौमितिक ऑप्टिक्स

या विभागात ऑप्टिक्सचे खालील नियम आहेत:

एकसंध माध्यमातून प्रकाशाच्या प्रसाराच्या सरळतेचा कायदा. प्रकाश तुळई ही सरळ रेषा मानली जाते ज्यातून प्रकाशाचे कण जातात.

प्रतिबिंब कायदा:

घटना आणि परावर्तित किरण, तसेच दोन माध्यमांमधील इंटरफेसला लंब, किरणांच्या घटनांच्या बिंदूवर पुनर्रचना केलेले, एकाच समतल ( घटनेचे विमान).परावर्तन कोन γ हा घटना कोनाच्या α बरोबर असतो.

अपवर्तन नियम:

घटना आणि अपवर्तित किरण, तसेच दोन माध्यमांमधील इंटरफेसला लंब, किरणांच्या घटनांच्या बिंदूवर पुनर्रचना केलेले, एकाच समतलात असतात. अपवर्तन कोनाच्या साइनचे α आणि अपवर्तन कोन β च्या साइनचे गुणोत्तर हे दोन दिलेल्या माध्यमांसाठी स्थिर मूल्य आहे.

भौमितिक ऑप्टिक्समधील प्रकाशाच्या गुणधर्मांचा अभ्यास करण्यासाठी लेन्स हे एक साधन आहे.

लेन्स हे एक पारदर्शक शरीर आहे जे प्रसारित करण्यास आणि बदलण्यास सक्षम आहे. ते उत्तल आणि अवतल, तसेच गोळा आणि विखुरणे मध्ये विभागलेले आहेत. लेन्स हा सर्व ऑप्टिकल उपकरणांचा मुख्य घटक आहे. जेव्हा त्याची जाडी पृष्ठभागांच्या त्रिज्येच्या तुलनेत लहान असते तेव्हा त्याला पातळ म्हणतात. ऑप्टिक्समध्ये, पातळ लेन्सचे सूत्र असे दिसते:

1/d + 1/f = D, कुठे

d हे ऑब्जेक्टपासून लेन्सपर्यंतचे अंतर आहे; f हे लेन्सपासून प्रतिमेचे अंतर आहे; डी ही लेन्सची ऑप्टिकल पॉवर आहे (डायोप्टर्समध्ये मोजली जाते).

वेव्ह ऑप्टिक्स आणि त्याच्या संकल्पना

प्रकाशामध्ये इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्हचे सर्व गुणधर्म आहेत हे ज्ञात असल्याने, भौतिकशास्त्राची एक वेगळी शाखा या गुणधर्मांच्या अभिव्यक्तीचा अभ्यास करते. त्याला वेव्ह ऑप्टिक्स म्हणतात.

ऑप्टिक्सच्या या शाखेच्या मूलभूत संकल्पना म्हणजे फैलाव, हस्तक्षेप, विवर्तन आणि ध्रुवीकरण.

न्यूटनने प्रिझमवरील प्रयोगांमुळे पसरण्याची घटना शोधली. हा शोध म्हणजे प्रकाशाचे स्वरूप समजून घेण्याच्या दिशेने एक महत्त्वाचे पाऊल आहे. त्याने शोधून काढले की प्रकाशकिरणांचे अपवर्तन त्यांच्या रंगावर अवलंबून असते. या घटनेला प्रकाशाचे फैलाव किंवा विखुरणे असे म्हणतात. हे आता ज्ञात आहे की रंग तरंगलांबीवर अवलंबून असतो. याव्यतिरिक्त, न्यूटननेच प्रिझमद्वारे विखुरलेल्या इंद्रधनुष्याच्या पट्ट्या दर्शविण्यासाठी स्पेक्ट्रमची संकल्पना मांडली.

प्रकाशाच्या लहरी स्वरूपाची पुष्टी म्हणजे त्याच्या लहरींचा हस्तक्षेप, जंग यांनी शोधून काढला. हे दोन किंवा अधिक तरंगांच्या एकमेकांच्या वरच्या वरच्या स्थितीला दिलेले नाव आहे. परिणामी, अंतराळातील वेगवेगळ्या बिंदूंवर प्रकाश कंपने मजबूत आणि कमकुवत होण्याची घटना पाहता येते. साबणाचे बुडबुडे आणि सांडलेल्या गॅसोलीनची इंद्रधनुष्य-रंगीत फिल्म प्रत्येकासाठी हस्तक्षेपाची सुंदर आणि परिचित अभिव्यक्ती आहेत.

प्रत्येकजण विवर्तनाची घटना अनुभवतो. हा शब्द लॅटिनमधून "तुटलेला" म्हणून अनुवादित केला आहे. ऑप्टिक्समधील विवर्तन म्हणजे अडथळ्यांच्या कडाभोवती प्रकाश लहरींचे वाकणे. उदाहरणार्थ, जर तुम्ही लाइट बीमच्या मार्गावर एक बॉल ठेवला तर त्यामागील स्क्रीनवर पर्यायी रिंग दिसतील - प्रकाश आणि गडद. याला डिफ्रॅक्शन पॅटर्न म्हणतात. जंग आणि फ्रेस्नेल यांनी या घटनेचा अभ्यास केला.

वेव्ह ऑप्टिक्समधील शेवटची मुख्य संकल्पना ध्रुवीकरण आहे. जर प्रकाशाच्या लहरी दोलनांची दिशा क्रमानुसार असेल तर त्याला ध्रुवीकृत म्हणतात. प्रकाश हा अनुदैर्ध्य असून आडवा तरंग नसल्यामुळे, कंपने केवळ आडवा दिशेने होतात.

क्वांटम ऑप्टिक्स

प्रकाश हा केवळ लहरी नसून कणांचा प्रवाह आहे. त्यातील या घटकाच्या आधारे, क्वांटम ऑप्टिक्स सारखी विज्ञानाची शाखा निर्माण झाली. त्याचे स्वरूप मॅक्स प्लँकच्या नावाशी संबंधित आहे.

क्वांटम म्हणजे एखाद्या गोष्टीचा कोणताही भाग. आणि या प्रकरणात आम्ही रेडिएशन क्वांटाबद्दल बोलत आहोत, म्हणजेच त्या दरम्यान उत्सर्जित झालेल्या प्रकाशाचे भाग. फोटॉन हा शब्द कण दर्शविण्यासाठी वापरला जातो (ग्रीक φωτός - “प्रकाश”). ही संकल्पना अल्बर्ट आइनस्टाईन यांनी मांडली होती. प्रकाशशास्त्राच्या या विभागात, प्रकाशाच्या गुणधर्मांचा अभ्यास करण्यासाठी आइन्स्टाईनचे सूत्र E=mc 2 देखील वापरले जाते.

या विभागाचे मुख्य उद्दिष्ट म्हणजे पदार्थासह प्रकाशाच्या परस्परसंवादाचा अभ्यास आणि वैशिष्ट्यीकरण आणि असामान्य परिस्थितीत त्याच्या प्रसाराचा अभ्यास करणे.

कणांचा प्रवाह म्हणून प्रकाशाचे गुणधर्म खालील परिस्थितींमध्ये दिसून येतात:

  • थर्मल विकिरण;
  • फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव;
  • फोटोकेमिकल प्रक्रिया;
  • उत्तेजित उत्सर्जन इ.

क्वांटम ऑप्टिक्समध्ये गैर-शास्त्रीय प्रकाशाची संकल्पना आहे. वस्तुस्थिती अशी आहे की प्रकाश किरणोत्सर्गाच्या क्वांटम वैशिष्ट्यांचे शास्त्रीय ऑप्टिक्सच्या चौकटीत वर्णन केले जाऊ शकत नाही. गैर-शास्त्रीय प्रकाश, उदाहरणार्थ, दोन-फोटोन, संकुचित, विविध क्षेत्रांमध्ये वापरला जातो: फोटोडिटेक्टर कॅलिब्रेट करण्यासाठी, अचूक मोजमाप करण्यासाठी, इ. दुसरा अनुप्रयोग म्हणजे क्वांटम क्रिप्टोग्राफी - बायनरी कोड वापरून माहिती प्रसारित करण्याची एक गुप्त पद्धत, जिथे अनुलंब निर्देशित केले जाते. फोटॉन 0 नियुक्त केले आहे, आणि क्षैतिज निर्देशित केले आहे - 1.

ऑप्टिक्स आणि ऑप्टिकल उपकरणांचे महत्त्व

ऑप्टिक्स तंत्रज्ञानाचा मुख्य उपयोग कोणत्या क्षेत्रात झाला आहे?

प्रथम, या विज्ञानाशिवाय प्रत्येक व्यक्तीला ज्ञात असलेली कोणतीही ऑप्टिकल उपकरणे नसतील: टेलिस्कोप, मायक्रोस्कोप, कॅमेरा, प्रोजेक्टर आणि इतर. विशेषतः निवडलेल्या लेन्सच्या मदतीने, लोक सूक्ष्म जग, विश्व, खगोलीय वस्तू तसेच प्रतिमांच्या स्वरूपात माहिती कॅप्चर आणि प्रसारित करण्यास सक्षम होते.

याव्यतिरिक्त, ऑप्टिक्सबद्दल धन्यवाद, प्रकाशाचे स्वरूप, त्याचे गुणधर्म, हस्तक्षेपाची घटना, ध्रुवीकरण आणि इतरांच्या क्षेत्रात अनेक महत्त्वपूर्ण शोध लावले गेले.

शेवटी, ऑप्टिक्सचा मोठ्या प्रमाणावर औषधांमध्ये वापर केला गेला, उदाहरणार्थ, एक्स-रे रेडिएशनच्या अभ्यासात, ज्याच्या आधारावर एक उपकरण तयार केले गेले ज्यामुळे अनेक जीव वाचले. या विज्ञानाबद्दल धन्यवाद, लेसरचा देखील शोध लावला गेला, जो सर्जिकल हस्तक्षेपांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो.

ऑप्टिक्स आणि दृष्टी

डोळा ही एक ऑप्टिकल प्रणाली आहे. प्रकाशाच्या गुणधर्मांमुळे आणि दृष्टीच्या अवयवांच्या क्षमतांबद्दल धन्यवाद, आपण आपल्या सभोवतालचे जग पाहू शकता. दुर्दैवाने, काही लोक परिपूर्ण दृष्टीचा अभिमान बाळगू शकतात. या शिस्तीच्या मदतीने, चष्मा आणि कॉन्टॅक्ट लेन्सच्या मदतीने लोकांना चांगले पाहण्याची क्षमता पुनर्संचयित करणे शक्य झाले आहे. म्हणूनच, दृष्टी सुधार उत्पादनांच्या निवडीमध्ये गुंतलेल्या वैद्यकीय संस्थांना देखील संबंधित नाव - ऑप्टिक्स प्राप्त झाले.

आपण त्याची बेरीज करू शकतो. तर, प्रकाशशास्त्र हे प्रकाशाच्या गुणधर्मांचे विज्ञान आहे, जे जीवनाच्या अनेक क्षेत्रांवर परिणाम करते आणि विज्ञान आणि दैनंदिन जीवनात व्यापक उपयोग करते.