39. வடிவியல் ஒளியியலின் கூறுகள். ஒளியியலின் அடிப்படை சட்டங்கள். முழு பிரதிபலிப்பு.
ஒளியியல் (கிரேக்க மொழியில் இருந்து. ஆப்டைக் - காட்சி) - ஒளியின் தன்மை மற்றும் பண்புகள், அதன் கதிர்வீச்சு மற்றும் பரப்புதல் செயல்முறைகள், பொருளுடன் ஒளியின் தொடர்பு ஆகியவற்றைப் படிக்கும் இயற்பியலின் ஒரு பகுதி. ஒளியியல் புற ஊதா, புலப்படும் மற்றும் அகச்சிவப்பு பகுதிகளை உள்ளடக்கிய பரந்த அளவிலான மின்காந்த அலைகளை ஆய்வு செய்கிறது.
1. 1. வடிவியல் ஒளியியலின் கூறுகள்.
வடிவியல் ஒளியியல் - இது இயற்பியலின் ஒரு கிளை ஆகும், இதில் ஒளி கதிர் ஒரு நேர் கோட்டால் குறிக்கப்படுகிறது, அதனுடன் ஒளி ஆற்றல் பரவுகிறது. ஒளியியல் அமைப்பு வழியாக ஒளி செல்லும் போது படங்களை உருவாக்க வடிவியல் ஒளியியலின் விதிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இவை பின்வரும் சட்டங்கள்:
1. ஒளியின் ரெக்டிலினியர் பரப்புதல் விதி ஒரு ஒரே மாதிரியான வெளிப்படையான ஊடகத்தில், ஒளி ஒரு சிறிய ஒளி மூலத்தால் ஒளிரும் ஒரு ஒளிபுகா உடலில் இருந்து கூர்மையான எல்லைகளைக் கொண்ட நிழல் இருப்பதற்கு சான்றாக, ஒளி சரியான முறையில் பரவுகிறது என்று கூறுகிறது.
2. ஒளி கதிர்களின் சுதந்திர விதி. மற்றவர்களுடன் இணைந்தால், ஒவ்வொரு ஒளி கதிரும் மற்ற கதிர்களிடமிருந்து சுயாதீனமாக செயல்படுகிறது, அதாவது. சூப்பர் போசிஷனின் கொள்கை உண்மை.
ஒளியின் கதிர் இரண்டு வெளிப்படையான ஊடகங்களின் எல்லையில் விழுந்தால், சம்பவம் கதிர் 1 பிரதிபலித்த 2 ஆகவும், ஒளிவிலகப்பட்ட 3 ஆகவும் பிரிக்கப்படுகிறது (படம் 1.1). கோணங்களில் நான், நான்’ மற்றும் ஆர்முறையே நிகழ்வு, பிரதிபலிப்பு மற்றும் ஒளிவிலகல் கோணங்கள் என அழைக்கப்படுகின்றன.
3. ஒளி பிரதிபலிப்பு விதி. இரண்டு ஊடகங்களின் எல்லையில் உள்ள சம்பவ ஒளி ஒளி, நிகழ்வின் இடத்திற்கு வரையப்பட்ட இயல்பானது மற்றும் பிரதிபலித்த கற்றை ஒரே விமானத்தில் பொய்; நிகழ்வுகளின் கோணம் பிரதிபலிப்பு கோணத்திற்கு சமம் நான் = நான்’ (படம் 1.1).
4. ஒளியின் ஒளிவிலகல் விதி. இரண்டு ஊடகங்களுக்கிடையேயான இடைமுகத்தில் ஒரு கதிர் சம்பவம், ஒரு பயனற்ற கதிர், மற்றும் நிகழ்வின் கட்டத்தில் மீட்டெடுக்கப்பட்ட ஒரு சாதாரண விமானம் ஒரே விமானத்தில் உள்ளன; நிகழ்வுகளின் கோணத்தின் சைனின் விகிதம் ஒளிவிலகல் கோணத்தின் சைனுக்கான விகிதம் கொடுக்கப்பட்ட இரண்டு ஊடகங்களுக்கு நிலையானது (ஸ்னெல்லின் சட்டம்):
எங்கே n 21 என்பது முதல் சூழலுடன் தொடர்புடைய இரண்டாவது சூழலின் ஒப்பீட்டு குறிகாட்டியாகும்.
n 21 = n 2 /n 1 ,
எங்கே n 2 மற்றும் n 1 - இரண்டாவது மற்றும் முதல் ஊடகத்தின் முழுமையான ஒளிவிலகல் குறியீடுகள்.
முழுமையான ஒளிவிலகல் குறியீடு கொடுக்கப்பட்ட சூழலில் வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகத்தின் விகிதத்திற்கு சமமான n இன் மதிப்பு எனப்படும் பொருள்: n= இ/ υ
. முதல் சூழலில் இருக்கட்டும் n 1 = இ/ υ
1, மற்றும் இரண்டாவது n 2 = இ/ υ
2 பின்னர் 
. ஆகவே, ஒப்பீட்டு ஒளிவிலகல் குறியீட்டின் இயற்பியல் பொருள் என்னவென்றால், ஒரு ஊடகத்தில் ஒளியின் வேகம் மற்றொரு ஊடகத்தை விட எத்தனை மடங்கு அதிகமாகும் என்பதை இது காட்டுகிறது.
மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வு.
தி 
ஒரு பெரிய முழுமையான ஒளிவிலகல் குறியீட்டைக் கொண்ட ஒரு பொருள் ஒளியியல் அடர்த்தியாகக் கருதப்படுகிறது. ஒளி கற்றை ஒளியியல் அடர்த்தியான ஊடகத்திலிருந்து ஒளியியல் குறைந்த அடர்த்தியான ஒரு இடத்திற்கு செல்லட்டும், அதாவது. n 2 < n 1. இது ஸ்னெல்லின் சட்டத்திலிருந்து பின்வருமாறு நான்< ஆர். நீங்கள் நிகழ்வின் கோணத்தை அதிகரித்தால் (படம் 1.2), நீங்கள் அத்தகைய கோணத்தைக் காணலாம் நான் pr, இதில் ஒளிவிலகல் கோணம் ஆர் π / 2 (கதிர்கள் 3-3 ’) க்கு சமமாகிறது. அத்தகைய கோணம் நான் pr என்று அழைக்கப்பட்டது எல்லை. நிகழ்வுகளின் கோணங்களில் நான் >
நான் ஒளி கற்றை இனி இரண்டாவது ஊடகத்திற்குள் செல்லாது, ஆனால் இடைமுகத்திலிருந்து முற்றிலும் பிரதிபலிக்கிறது. இந்த நிகழ்வு என்று அழைக்கப்படுகிறது முழு உள் பிரதிபலிப்பு. ஆக, மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வு ஒரு அடர்த்தியிலிருந்து குறைந்த அடர்த்தியான ஊடகமாக மாறும்போது மட்டுமே காணப்படுகிறது நான் >
நான் முதலியன, கண்ணாடி இருந்து பீம் கடந்து சென்றால் ( n 1 \u003d 1.5) காற்றில் ( n 2 \u003d 1), நிகழ்வுகளின் வரம்புக்குட்பட்ட கோணம் ≈ 42º ஆகும்.
மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வு தொலைநோக்கிகள், பெரிஸ்கோப்புகள், ஆப்டிகல் ஃபைபர்கள் மற்றும் ரிஃப்ராக்டோமீட்டர்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
பக்கம் 1
மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வு ஃபைபர் ஒளியியலின் மையத்தில் உள்ளது, இதில் ஃபைபர் சுவர்களில் இருந்து பல பிரதிபலிப்பின் விளைவாக படம் பரவுகிறது, அதே நேரத்தில் சம்பவ ஒளியின் தீவிரத்தில் 99% வரை தக்கவைக்கப்படுகிறது.
மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வு ஃபைபர் ஒளியியலைக் குறிக்கிறது. சுற்றுச்சூழலை விட அதிக ஒளிவிலகல் குறியீட்டுடன் ஒரு ஃபைபருடன் ஒளி பரவுகிறது, மொத்த உள் பிரதிபலிப்பு காரணமாக அது வெளியே வராது, ஃபைபரின் வளைவுகளை மீண்டும் செய்கிறது (அத்தியாயத்தைப் பார்க்கவும்.
ஒளியின் கதிர் ஒளியியல் அடர்த்தியான ஊடகத்திலிருந்து குறைந்த அடர்த்தி கொண்ட ஒரு ஊடகத்திற்கு செல்லும் போது மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வு நிகழ்கிறது. உள் பிரதிபலிப்பு விஷயத்தில் நிகழ்வு ஒளி கற்றை பிரதிபலித்த மற்றும் ஒளிவிலகப்பட்ட கூறுகளாகப் பிரிக்கும் முறை படத்தில் திட்டவட்டமாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது. 7.1. ஸ்னெல்லின் சட்டத்தின்படி, நிகழ்வு 6 இன் கோணம் சமத்துவத்தால் தீர்மானிக்கப்படும் ஒரு குறிப்பிட்ட முக்கியமான மதிப்பை மீறுகிறது எனில் ஒளிவிலகல் கோணம் சிக்கலாகிறது Oi p arcsin 2I - இடைமுகத்திற்கு இணையாக பரப்புகின்ற ஒரு கற்றை கோணத்தின் முக்கியமான மதிப்புக்கு ஒத்திருக்கிறது.
ஒளியியல் இழைகளில் ஒளியின் பரவலைக் கட்டுப்படுத்தும் மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வு 19 ஆம் நூற்றாண்டில் மீண்டும் அறியப்பட்டது. உறை இல்லாத முதல் கண்ணாடி இழைகள் 1920 களில் செய்யப்பட்டன, இருப்பினும், ஃபைபர் ஒளியியலின் வளர்ச்சி 1950 களில் மட்டுமே தொடங்கியது, அப்போது ஒரு உறைப்பூச்சு அடுக்கைப் பயன்படுத்துவது ஆப்டிகல் இழைகளின் பண்புகளில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்திற்கு வழிவகுத்தது. ஃபைபர் ஒளியியல் பின்னர் முக்கியமாக ஒளிபரப்புக்கு ஆப்டிகல் ஃபைபர் கண்ணாடி கேபிள்களைப் பயன்படுத்துவதற்கான குறிக்கோளுடன் வேகமாக வளர்ந்தது. 1967 இல் வெளியிடப்பட்ட கபானி புத்தகம், ஃபைபர் ஒளியியல் துறையில் அப்போது அடைந்த வெற்றிகளின் கண்ணோட்டத்தை வழங்குகிறது.
மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வு, ஒளியியல் இழைகளில் ஒளியின் பரவலைக் கட்டுப்படுத்துகிறது, இது 19 ஆம் நூற்றாண்டில் அறியப்பட்டது. உறை இல்லாத முதல் கண்ணாடி இழைகள் 1920 களில் செய்யப்பட்டன, இருப்பினும், ஃபைபர் ஒளியியலின் வளர்ச்சி 1950 களில் மட்டுமே தொடங்கியது, அப்போது ஒரு உறைப்பூச்சு அடுக்கைப் பயன்படுத்துவது ஆப்டிகல் இழைகளின் பண்புகளில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்திற்கு வழிவகுத்தது. ஃபைபர் ஒளியியல் பின்னர் முக்கியமாக ஒளிபரப்புக்கு ஆப்டிகல் ஃபைபர் கண்ணாடி கேபிள்களைப் பயன்படுத்துவதற்கான குறிக்கோளுடன் வேகமாக வளர்ந்தது. 1967 இல் வெளியிடப்பட்ட கபானி புத்தகம், ஃபைபர் ஒளியியல் துறையில் அப்போது அடைந்த வெற்றிகளின் கண்ணோட்டத்தை வழங்குகிறது.
முழு உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வு நடைமுறையில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பல ஆப்டிகல் ரிஃப்ளெக்டிவ் ப்ரிஸங்களை நிர்மாணிப்பதற்கான அடிப்படை இது. அதே நிகழ்வு ஆப்டிகல் அளவீட்டு கருவிகளின் கட்டங்களில் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட பக்கவாதங்களின் வெளிச்சத்தை அடிக்கோடிட்டுக் காட்டுகிறது (படம்.
மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வு தீவிரத்தன்மையை இழக்காமல் ஒளி பாய்வுகளின் பரவலை மேற்கொள்ள வேண்டிய சந்தர்ப்பங்களில் பரவலாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. அணு இயற்பியலில், ஒரு அயனியாக்கம் துகள் ஒரு ஒளிமின்னழுத்தத்திற்கு பயணிக்கும்போது, \u200b\u200bஒளிரும் படிகத்தால் வெளிப்படும் ஒளியை மாற்ற லூசைட் அல்லது பிற பிளாஸ்டிக்குகளிலிருந்து ஆப்டிகல் இழைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அங்கு இந்த ஒளி ஒரு பயனுள்ள மின் சமிக்ஞையாக மாற்றப்படுகிறது. ஒளிமின்னழுத்தமானது பெரும்பாலும் இடமில்லாத காரணத்தினாலோ அல்லது அதன் வாசிப்புகளை சிதைக்கும் காந்தப்புலங்களினாலோ ஒளிவீசும் படிகத்திலிருந்து வெகு தொலைவில் அமைந்திருக்க வேண்டும். அலைநீளத்துடன் ஒப்பிடும்போது ஃபைபரின் குறுக்குவெட்டு அளவு பெரியதாக இருந்தால், ஒரு தட்டையான எல்லைக்கான மேற்கண்ட கருத்தாய்வு தோராயமாக உண்மை. மின்கடத்தாவின் குறுக்கு பரிமாணங்கள் அலைநீளத்தின் வரிசையில் இருந்தால், ஃபைபரின் குறிப்பிட்ட வடிவவியலைக் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது சிறப்பு.
மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வு நெகிழ்வான ஆப்டிகல் இழைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒளி ஒரு மெல்லிய கண்ணாடி கம்பியின் (ஃபைபர்) முடிவில் செலுத்தப்பட்டால், தடியின் சுவர்களில் கதிர்கள் விழும் கோணங்கள் வரம்பு கோணத்தை தாண்டும்.
மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வு படத்தில் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ள கண்கவர் ஆர்ப்பாட்ட அனுபவத்தை விளக்குகிறது. 24.2. கப்பலின் பக்க சுவரில் ஒரு திறப்பிலிருந்து தாராளமாக பாயும் நீரோட்டத்துடன் கிடைமட்ட இணையான கற்றை மூலம் ஒளி நிகழ்கிறது.
மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வு படத்தில் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ள கண்கவர் ஆர்ப்பாட்ட அனுபவத்தை விளக்குகிறது. 24.2. கப்பலின் பக்க சுவரில் ஒரு திறப்பிலிருந்து தாராளமாக பாயும் நீரோட்டத்துடன் கிடைமட்ட இணையான கற்றை மூலம் ஒளி நிகழ்கிறது. மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வு காரணமாக, ஒளி பக்க மேற்பரப்பு வழியாக வெளியேற முடியாது மற்றும் நீரோடையுடன் பின்தொடர்கிறது, இது ஒரு வளைந்த ஒளி வழிகாட்டியுடன் ஒப்பிடப்படுகிறது.
மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வைப் பயன்படுத்துவது தேவையான கூம்பு கண்ணாடியை மிகவும் எளிமையான வழிகளில் உருவாக்க உங்களை அனுமதிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு கூம்பு கண்ணாடியை ஒரு கூம்பு ப்ரிஸத்துடன் மாதிரிக்கு ஒரு உருளை துளை கொண்டு மாற்றலாம். ஒரு உருளை மேற்பரப்பை ஒரு தட்டையாக மாற்றுவதைக் கவனியுங்கள். சிலிண்டர் பிரிவு விமானங்களாக இருக்கும்போது வட்டங்களுடன் நிலைமை வேறுபட்டது.
மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் நிகழ்வு, மெரிடனல் மற்றும் சாய்ந்த கதிர்களின் பங்கு, ஃபைபரில் முதல் உறை மற்றும் அதன் அளவு ஆகியவற்றின் மதிப்பு, கோர் மற்றும் உறைக்கு இடையிலான இடைமுகத்தில் உறிஞ்சுதல் மற்றும் பிரதிபலிப்புகளால் இழை ஆற்றல் இழப்பு, அத்துடன் பல விதிகள், கருத்துகள் மற்றும் வரையறைகள் அனுமதிக்கின்றன முதல் தோராயமாக, ஒளியியல் இழைகள் மூலம் ஒளி கதிர்களைப் பரப்புவது மற்றும் ஒளி ஆற்றல் மற்றும் படங்களை ஃபைபர் மூட்டைகளால் பரப்புவது பற்றிய ஒரு கருத்தைப் பெறுங்கள்.
முழு பிரதிபலிப்பைப் பயன்படுத்துகிறது
நடவடிக்கை
டிஜிட்டல் பெரிஸ்கோப்
இங்கே ஒரு தொழில்நுட்ப புதுமை.
தற்போதுள்ள பெரிஸ்கோப்புகளின் பாரம்பரிய ஆப்டிகல் சேனல் உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட வீடியோ கேமராக்கள் மற்றும் ஃபைபர் ஆப்டிக் தகவல்தொடர்புகளால் மாற்றப்பட்டுள்ளது. வெளிப்புற கண்காணிப்பு கேமராக்களிலிருந்து வரும் தகவல்கள் நிகழ்நேரத்தில் ஒரு மைய இடுகையில் அகலத்திரை காட்சிக்கு அனுப்பப்படுகின்றன.
எஸ்எஸ்என் 767 ஹாம்ப்டன் வகை லாஸ் ஏஞ்சல்ஸ் என்ற நீர்மூழ்கிக் கப்பலில் சோதனைகள் நடைபெறுகின்றன. புதிய மாடல் பல தசாப்தங்களாக வளர்ந்து வரும் ஒரு பெரிஸ்கோப்போடு பணிபுரியும் நடைமுறையை முற்றிலும் மாற்றுகிறது. இப்போது பொறுப்பான அதிகாரி ஏற்றம் பொருத்தப்பட்ட கேமராக்களுடன் பணிபுரிகிறார், ஜாய்ஸ்டிக் மற்றும் விசைப்பலகை பயன்படுத்தி காட்சியை சரிசெய்கிறார்.
மத்திய இடுகையில் காட்சிக்கு கூடுதலாக, பெரிஸ்கோப்பிலிருந்து வரும் படத்தை படகின் எந்த அறையிலும் தன்னிச்சையாக அதிக எண்ணிக்கையிலான காட்சிகளில் காண்பிக்க முடியும். கேமராக்கள் அடிவானத்தின் வெவ்வேறு பிரிவுகளை ஒரே நேரத்தில் கவனிப்பதை சாத்தியமாக்குகின்றன, இது மேற்பரப்பில் உள்ள தந்திரோபாய சூழ்நிலையில் ஏற்படும் மாற்றங்களுக்கு கடிகாரத்தின் மறுமொழி விகிதத்தை கணிசமாக அதிகரிக்கிறது.
"கற்களின் விளையாட்டு" என்பதை எவ்வாறு விளக்குவது? நகைகளில், கற்களின் முகம் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது, இதனால் ஒவ்வொரு முகத்திலும் ஒளியின் முழுமையான பிரதிபலிப்பு இருக்கும்.
முழு உள் நிகழ்வு ஒரு கானல் நீரின் நிகழ்வை விளக்குகிறது
ஒரு மிராஜ் என்பது வளிமண்டலத்தில் ஒரு ஒளியியல் நிகழ்வு: காற்றின் கூர்மையான வெவ்வேறு வெப்ப அடுக்குகளுக்கு இடையிலான எல்லையால் ஒளியின் பிரதிபலிப்பு. பார்வையாளரைப் பொறுத்தவரை, அத்தகைய பிரதிபலிப்பு ஒரு தொலைதூர பொருளுடன் (அல்லது வானத்தின் ஒரு பகுதி) சேர்ந்து, அவரது கற்பனை உருவம் தெரியும், பொருளுடன் ஒப்பிடும்போது மாற்றப்படுகிறது.
அதிசயங்கள் கீழ்மட்டங்களாக வேறுபடுகின்றன, பொருளின் கீழ் தெரியும், மேல், பொருளுக்கு மேலே, மற்றும் பக்கவாட்டாக. குளிர்ந்த பூமியின் மேற்பரப்பிற்கு மேலே மேல் மிராசு காணப்படுகிறது, குறைந்த மிராசு அதிக வெப்பமான தட்டையான மேற்பரப்புக்கு மேலே உள்ளது, பெரும்பாலும் பாலைவனம் அல்லது நிலக்கீல் சாலை. வானத்தின் ஒரு கற்பனை உருவம் மேற்பரப்பில் நீரின் மாயையை உருவாக்குகிறது. எனவே, தூரத்திற்குச் செல்லும் சாலை வெப்பமான கோடை நாளில் ஈரமாகத் தெரிகிறது. ஒரு பக்க சுவர் சில நேரங்களில் மிகவும் சூடான சுவர்கள் அல்லது பாறைகளுக்கு அருகில் காணப்படுகிறது.