თქვენს ირგვლივ არსებული ობიექტების უმეტესობა - სახლები, ხეები, თქვენი თანაკლასელები და ა.შ. - არ არის სინათლის წყარო. მაგრამ თქვენ ხედავთ მათ. პასუხი კითხვაზე "რატომ ასე?" თქვენ ნახავთ ამ პუნქტში.

ბრინჯი. 11.1. სინათლის წყაროს არარსებობის შემთხვევაში არაფერი ჩანს. თუ არსებობს სინათლის წყარო, ჩვენ ვხედავთ არა მხოლოდ თავად წყაროს, არამედ ობიექტებს, რომლებიც ასახავს წყაროდან მოსულ სინათლეს.

იმის გარკვევა, თუ რატომ ვხედავთ სხეულებს, რომლებიც არ არიან სინათლის წყარო

თქვენ უკვე იცით, რომ სინათლე მოძრაობს სწორი ხაზით ერთგვაროვან გამჭვირვალე გარემოში.

მაგრამ რა მოხდება, თუ არის რაღაც სხეული სინათლის სხივის გზაზე? სინათლის ნაწილს შეუძლია გაიაროს სხეულში, თუ ის გამჭვირვალეა, ნაწილი შეიწოვება, ნაწილი კი აისახება სხეულიდან. არეკლილი სხივების ნაწილი ჩვენს თვალებში მოხვდება და ჩვენ დავინახავთ ამ სხეულს (სურ. 11.1).

სინათლის არეკვლის კანონების ჩამოყალიბება

სინათლის არეკვლის კანონების დასამკვიდრებლად გამოვიყენებთ სპეციალურ მოწყობილობას - ოპტიკურ სარეცხს*. ჩვენ ვამაგრებთ სარკეს სარეცხი მანქანის ცენტრში და მივმართავთ სინათლის ვიწრო სხივს ისე, რომ იგი იძლევა სინათლის ზოლს სარეცხის ზედაპირზე. ვხედავთ, რომ სარკიდან არეკლილი სინათლის სხივი ასევე იძლევა სინათლის ზოლს გამრეცხის ზედაპირზე (იხ. სურ. 11.2).

დაცემის სინათლის სხივის მიმართულება დადგინდება CO სხივით (ნახ. 11.2). ამ სხივს ეწოდება ინციდენტის სხივი. არეკლილი სინათლის სხივის მიმართულება დაყენდება OK სხივით. ამ სხივს არეკლილი სხივი ეწოდება.

სხივის დაცემის O წერტილიდან ვხატავთ სარკის ზედაპირზე პერპენდიკულარულ OB-ს. ყურადღება მივაქციოთ იმ ფაქტს, რომ ჩავარდნილი სხივი, არეკლილი სხივი და პერპენდიკულარი დევს ერთ სიბრტყეში - გამრეცხი ზედაპირის სიბრტყეში.

დაცემის წერტილიდან გამოყვანილ პერპენდიკულარს შორის α კუთხეს დაცემის სხივსა და პერპენდიკულარს შორის დაცემის კუთხე ეწოდება; არეკლ სხივსა და მოცემულ პერპენდიკულარს შორის β კუთხეს არეკვლის კუთხე ეწოდება.

α და β კუთხეების გაზომვით, შეგვიძლია დავადასტუროთ, რომ ისინი ტოლია.

თუ სინათლის წყაროს დისკის კიდეზე გადააადგილებთ, სინათლის სხივის დაცემის კუთხე შეიცვლება და შესაბამისად არეკვლის კუთხე და ყოველ ჯერზე დაცემის კუთხე და სინათლის არეკვლის კუთხე ტოლი იქნება. (სურ. 11.3). ასე რომ, ჩვენ დავადგინეთ სინათლის არეკვლის კანონები:

ბრინჯი. 11.3. სინათლის დაცემის კუთხე იცვლება, იცვლება არეკვლის კუთხეც. არეკვლის კუთხე ყოველთვის ტოლია დაცემის კუთხეს

ბრინჯი. 11.5. სინათლის სხივების შექცევადობის დემონსტრირება: არეკლილი სხივი მიჰყვება შემხვედრი სხივის გზას

ბრინჯი. 11.6. სარკესთან მიახლოებისას მასში ჩვენს "ორმაგს" ვხედავთ. რა თქმა უნდა, იქ "ორმაგი" არ არის - სარკეში ვხედავთ ჩვენს ანარეკლს

1. ჩავარდნილი სხივი, არეკლილი სხივი და არეკვლის ზედაპირის პერპენდიკულარული, გამოყვანილი სხივის დაცემის ადგილიდან, დევს იმავე სიბრტყეში.

2. არეკვლის კუთხე ტოლია დაცემის კუთხის: β = α.

სინათლის არეკვლის კანონები ძველმა ბერძენმა მეცნიერმა ევკლიდესმა ჯერ კიდევ ჩვენს წელთაღრიცხვამდე III საუკუნეში დაადგინა. ძვ.წ ე.

რა მიმართულებით უნდა მოაბრუნოს პროფესორმა სარკე, რომ " მზის სხივი»დაარტყა ბიჭს (სურ. 11.4)?

ოპტიკურ გამრეცხავზე სარკის გამოყენებით, თქვენ ასევე შეგიძლიათ აჩვენოთ სინათლის სხივების შექცევადობა: თუ ინციდენტის სხივი მიმართულია არეკლილის გზაზე, მაშინ ასახული სხივი წავადაცემული ადამიანის გზაზე (სურ. 11.5).

ჩვენ ვსწავლობთ გამოსახულებას ბრტყელ სარკეში

განვიხილოთ, როგორ იქმნება გამოსახულება ბრტყელ სარკეში (სურ. 11.6).

დაეცემა სინათლის განსხვავებული სხივი S წერტილის სინათლის წყაროდან ბრტყელი სარკის ზედაპირზე. ამ სხივიდან ვირჩევთ SA, SB და SC სხივებს. სინათლის არეკვლის კანონების გამოყენებით ვაშენებთ ასახულ სხივებს LL b BB 1 და CC 1 (ნახ. 11.7, ა). ეს სხივები წავა განსხვავებული სხივით. თუ თქვენ გააგრძელებთ მათ საპირისპირო მიმართულებით (სარკის უკან), ისინი ყველა იკვეთება ერთ წერტილში - სარკის უკან მდებარე S 1.

თუ სარკედან არეკლილი სხივების ნაწილი თქვენს თვალში მოხვდება, მოგეჩვენებათ, რომ არეკლილი სხივები მოდის S 1 წერტილიდან, თუმცა სინამდვილეში S 1 წერტილში სინათლის წყარო არ არის. ამიტომ, S 1 წერტილს ეწოდება S წერტილის წარმოსახვითი გამოსახულება. ბრტყელი სარკე ყოველთვის იძლევა ვირტუალურ გამოსახულებას.

გაარკვიეთ, როგორ მდებარეობს ობიექტი და მისი გამოსახულება სარკესთან შედარებით. ამისათვის ჩვენ მივმართავთ გეომეტრიას. განვიხილოთ, მაგალითად, სხივი SC, რომელიც ვარდება სარკეზე და აირეკლება მისგან (ნახ. 11.7, ბ).

ნახატიდან ვხედავთ, რომ Δ SOC = Δ S 1 OC არის მართკუთხა სამკუთხედები, რომლებსაც აქვთ საერთო გვერდი CO და თანაბარი მახვილი კუთხეები (რადგან სინათლის არეკვლის კანონის მიხედვით α = β). სამკუთხედების თანასწორობიდან გვაქვს SO \u003d S 1 O, ანუ წერტილი S და მისი გამოსახულება S 1 სიმეტრიულია ბრტყელი სარკის ზედაპირის მიმართ.

იგივე შეიძლება ითქვას გაფართოებული ობიექტის გამოსახულებაზე: ობიექტი და მისი გამოსახულება სიმეტრიულია ბრტყელი სარკის ზედაპირის მიმართ.

ასე რომ, ჩვენ დავაყენეთ Ზოგადი მახასიათებლებისურათები ბრტყელ სარკეებში.

1. ბრტყელი სარკე იძლევა ობიექტის ვირტუალურ გამოსახულებას.

2. ბრტყელ სარკეში საგნის გამოსახულება და თავად ობიექტი სარკის ზედაპირის მიმართ სიმეტრიულია და ეს ნიშნავს:

1) ობიექტის გამოსახულება ზომით უტოლდება თავად საგანს;

2) ობიექტის გამოსახულება მდებარეობს სარკის ზედაპირიდან იმავე მანძილზე, როგორც თავად ობიექტი;

3) ობიექტზე წერტილისა და გამოსახულების შესაბამისი წერტილის დამაკავშირებელი სეგმენტი სარკის ზედაპირის პერპენდიკულარულია.

განასხვავებენ სინათლის სპეკულარულ და დიფუზურ ანარეკლს

საღამოს, როდესაც ოთახში შუქი ანთებულია, ჩვენ შეგვიძლია დავინახოთ ჩვენი გამოსახულება ფანჯრის მინა. მაგრამ გამოსახულება ქრება, თუ ფარდები იშლება: ჩვენ ვერ დავინახავთ ჩვენს გამოსახულებას ქსოვილზე. Და რატომ? ამ კითხვაზე პასუხი დაკავშირებულია მინიმუმ ორთან ფიზიკური მოვლენები.

პირველი ასეთი ფიზიკური ფენომენი არის სინათლის არეკვლა. იმისთვის, რომ გამოსახულება გამოჩნდეს, სინათლე ზედაპირიდან უნდა აირეკლოს თვალწარმტაცი სახით: S წერტილის წყაროდან გამომავალი სინათლის თვალთვალის შემდეგ, არეკლილი სხივების გაგრძელება გადაიკვეთება ერთ წერტილში S 1, რომელიც. იქნება S წერტილის გამოსახულება (სურ. 11.8, ა). ასეთი ასახვა შესაძლებელია მხოლოდ ძალიან გლუვი ზედაპირებიდან. მათ ასე უწოდებენ - სარკის ზედაპირებს. ჩვეულებრივი სარკის გარდა, სარკის ზედაპირის მაგალითებია მინა, გაპრიალებული ავეჯი, მშვიდი წყლის ზედაპირი და ა.შ. (სურ. 11.8, ბ, გ).

თუ სინათლე აირეკლება უხეში ზედაპირიდან, ასეთ ანარეკლს ეწოდება გაფანტული (დიფუზური) (სურ. 11.9). ამ შემთხვევაში არეკლილი სხივები სხვადასხვა მიმართულებით ვრცელდება (ამიტომაც განათებულ ობიექტს ნებისმიერი მიმართულებიდან ვხედავთ). ნათელია, რომ გაცილებით მეტი ზედაპირია, რომელიც აფანტავს სინათლეს, ვიდრე სარკეები.

მიმოიხედე გარშემო და დაასახელე მინიმუმ ათი ზედაპირი, რომლებიც დიფუზურად ასახავს სინათლეს.

ბრინჯი. 11.8. სინათლის სპეკულარული არეკვლა არის სინათლის ასახვა გლუვი ზედაპირიდან.

ბრინჯი. 11.9. სინათლის გაფანტული (დიფუზური) ასახვა არის სინათლის ანარეკლი უხეში ზედაპირიდან

მეორე ფიზიკური ფენომენი, რომელიც გავლენას ახდენს სურათის დანახვის უნარზე, არის სინათლის შთანთქმა. ყოველივე ამის შემდეგ, სინათლე არ არის მხოლოდ ასახული ფიზიკური სხეულები, არამედ შეიწოვება მათ მიერ. საუკეთესო შუქის ამრეკლები სარკეებია: მათ შეუძლიათ ასახონ შუქის 95%-მდე. სხეულები სინათლის კარგი ამრეკლავია. თეთრი ფერი, მაგრამ შავი ზედაპირი შთანთქავს მასზე დაცემად თითქმის მთელ შუქს.

როდესაც შემოდგომაზე თოვლი მოდის, ღამეები უფრო მსუბუქი ხდება. რატომ? პრობლემების გადაჭრის სწავლა

დავალება. ნახ. 1 სქემატურად აჩვენებს ობიექტს BC და სარკეს NM. იპოვეთ გრაფიკულად ის უბანი, საიდანაც მთლიანად ჩანს BC ობიექტის გამოსახულება.

ფიზიკური პრობლემის ანალიზი. სარკეში საგნის გარკვეული წერტილის გამოსახულების დასანახად აუცილებელია, რომ ამ წერტილიდან სარკეზე ჩამოვარდნილი სხივების ნაწილი მაინც აისახოს დამკვირვებლის თვალში. გასაგებია, რომ თუ ობიექტის უკიდურესი წერტილებიდან გამომავალი სხივები აირეკლება თვალში, მაშინ ობიექტის ყველა წერტილიდან გამომავალი სხივებიც აირეკლება თვალში.

გამოსავალი, შედეგების ანალიზი

1. ავაშენოთ წერტილი B 1 - B წერტილის გამოსახულება ბრტყელ სარკეში (ნახ. 2, ა). სარკის ზედაპირით შემოსაზღვრული ტერიტორია და სარკის უკიდურესი წერტილებიდან არეკლილი სხივები იქნება ის უბანი, საიდანაც ჩანს სარკეში B წერტილის B 1 გამოსახულება.

2. C წერტილის C 1 გამოსახულების ანალოგიურად აგებული, სარკეში მისი ხედვის არეალს განვსაზღვრავთ (ნახ. 2, ბ).

3. დამკვირვებელს შეუძლია დაინახოს მთელი ობიექტის გამოსახულება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მის თვალში მოხვდება სხივები, რომლებიც იძლევა ორივე გამოსახულებას - B 1 და C 1 (ნახ. 2, გ). აქედან გამომდინარე, ნახ. 2, ნარინჯისფერში, არის ტერიტორია, საიდანაც ობიექტის გამოსახულება მთლიანად ჩანს.

გაანალიზეთ მიღებული შედეგი, კიდევ ერთხელ გაითვალისწინეთ ნახ. 2 პრობლემას და შესთავაზეთ უფრო მარტივი გზა, რათა იპოვოთ ობიექტის ხედვის არეალი ბრტყელ სარკეში. შეამოწმეთ თქვენი ვარაუდები რამდენიმე ობიექტის ხედვის ველის გამოსახვით ორი გზით.

შეჯამება

ყველა ხილული სხეული ირეკლავს სინათლეს. როდესაც შუქი აირეკლება, სინათლის არეკვლის ორი კანონი სრულდება: 1) ჩავარდნილი სხივი, არეკლილი სხივი და არეკვლის ზედაპირის პერპენდიკულარული, სხივის დაცემის წერტილიდან გამოყვანილი, დევს იმავე სიბრტყეში; 2) არეკვლის კუთხე ტოლია დაცემის კუთხის.

ბრტყელ სარკეში ობიექტის გამოსახულება წარმოსახვითია, ტოლი ზომისაა თავად ობიექტისა და მდებარეობს სარკიდან იმავე მანძილზე, როგორც თავად ობიექტი.

განასხვავებენ სინათლის სპეკულარულ და დიფუზურ ანარეკლს. სპეკულარული ასახვის შემთხვევაში, ჩვენ შეგვიძლია დავინახოთ ობიექტის ვირტუალური გამოსახულება ამრეკლავ ზედაპირზე; დიფუზური ასახვის შემთხვევაში გამოსახულება არ ჩანს.

საკონტროლო კითხვები

1. რატომ ვხედავთ მიმდებარე სხეულებს? 2. რა კუთხეს უწოდებენ დაცემის კუთხეს? არეკვლის კუთხე? 3. ჩამოაყალიბეთ სინათლის არეკვლის კანონები. 4. რა მოწყობილობის გამოყენება შეიძლება სინათლის არეკვლის კანონების მართებულობის შესამოწმებლად? 5. როგორია სინათლის სხივების შექცევადობის თვისება? 6. რა შემთხვევაში ეწოდება გამოსახულებას წარმოსახვითი? 7. აღწერეთ საგნის გამოსახულება ბრტყელ სარკეში. 8. რით განსხვავდება სინათლის დიფუზური ასახვა სპეკულარულისგან?

სავარჯიშო ნომერი 11

1. გოგონა ბრტყელი სარკედან 1,5 მ მანძილზე დგას. რამდენად შორს არის მისი ანარეკლი გოგონასგან? აღწერეთ იგი.

2. მანქანის მძღოლმა, უკანა ხედვის სარკეში ჩახედული, დაინახა მგზავრი, რომელიც იჯდა უკანა სავარძელი. შეუძლია თუ არა ამ მომენტში მგზავრს, რომელიც იმავე სარკეში იყურება, დაინახოს მძღოლი?

3. გადაიტანეთ სურათი. 1 ნოუთბუქში, თითოეული შემთხვევისთვის ააგეთ ინციდენტი (ან არეკლილი) სხივი. მონიშნეთ დაცემის და ასახვის კუთხეები.

4. დაცემისა და არეკლილი სხივების კუთხე არის 80°. როგორია სხივის დაცემის კუთხე?

5. ობიექტი ბრტყელი სარკედან 30 სმ მანძილზე იყო. შემდეგ ობიექტი გადაიტანეს სარკედან 10 სმ-ით სარკის ზედაპირის პერპენდიკულარული მიმართულებით და 15 სმ-ით მის პარალელურად. რა მანძილი იყო ობიექტსა და მის ანარეკლს შორის? რა გახდა?

6. 4 კმ/სთ სიჩქარით მიდიხართ სარკის ვიტრინისკენ. რამდენად სწრაფად უახლოვდება შენი ანარეკლი? რამდენად შემცირდება მანძილი თქვენსა და თქვენს ანარეკლს შორის 2 მ სიარულისას?

7. მზის სხივი აირეკლება ტბის ზედაპირიდან. დაცემის სხივსა და ჰორიზონტს შორის კუთხე ორჯერ დიდია, ვიდრე კუთხე ჩავარდნილ სხივებსა და არეკლილი სხივებს შორის. როგორია სხივის დაცემის კუთხე?

8. გოგონა კედელზე დაკიდებულ სარკეში მცირე კუთხით იყურება (სურ. 2).

1) შექმენით გოგონას ანარეკლი სარკეში.

2) გრაფიკულად იპოვეთ მისი სხეულის რომელ ნაწილს ხედავს გოგონა; ტერიტორია, საიდანაც გოგონა ხედავს საკუთარ თავს მთლიანად.

3) რა ცვლილებები შეინიშნება თუ სარკე თანდათანობით დაიფარება გაუმჭვირვალე ეკრანით?

9. ღამით, მანქანის ფარების შუქზე მძღოლს ტროტუარზე გუბე ეჩვენება. ბნელი ლაქაუფრო მსუბუქ გზის ფონზე. რატომ?

10. ნახ. 3 გვიჩვენებს სხივების გზას პერისკოპში - მოწყობილობა, რომლის მოქმედება ემყარება სინათლის სწორხაზოვან გავრცელებას. ახსენით, როგორ მუშაობს ეს მოწყობილობა. გამოიყენეთ ინფორმაციის დამატებითი წყაროები და გაარკვიეთ სად გამოიყენება.

ლაბორატორია #3

საგანი. სინათლის არეკვლის გამოკვლევა ბრტყელი სარკის გამოყენებით.

მიზანი: ექსპერიმენტულად შეამოწმეთ სინათლის არეკვლის კანონები.

აღჭურვილობა: სინათლის წყარო (სანთელი ან ელექტრო ნათურა სადგამზე), ბრტყელი სარკე, ეკრანი ჭრილით, რამდენიმე ცარიელი თეთრი ფურცელი, სახაზავი, პროტრაქტორი, ფანქარი.

ინსტრუქციები სამუშაოსთვის

მომზადება ექსპერიმენტისთვის

1. სამუშაოს შესრულებამდე გახსოვდეთ: 1) უსაფრთხოების მოთხოვნები მინის საგნებთან მუშაობისას; 2) სინათლის არეკვლის კანონები.

2. აკრიფეთ ექსპერიმენტული კონფიგურაცია (ნახ. 1). Ამისთვის:

1) დააინსტალირეთ ეკრანი სლოტით თეთრ ფურცელზე;

2) სინათლის წყაროს გადაადგილებით მიიღეთ სინათლის ზოლი ქაღალდზე;

3) მოათავსეთ ბრტყელი სარკე სინათლის ზოლთან გარკვეული კუთხით და პერპენდიკულარულად ქაღალდის ფურცელზე ისე, რომ ასახული სინათლის სხივი ასევე მისცეს ქაღალდზე აშკარად ხილულ ზოლს.

Ექსპერიმენტი

მკაცრად დაიცავით უსაფრთხოების ინსტრუქციები (იხილეთ სახელმძღვანელოს ფურცელი).

1. კარგად გაპარსული ფანქრით ქაღალდზე სარკის გასწვრივ ხაზი დახაზეთ.

2. ფურცელზე დადეთ სამი წერტილი: პირველი არის ჩავარდნილი სინათლის სხივის შუაში, მეორე არის არეკლილი სინათლის სხივის შუაში, მესამე არის იმ ადგილას, სადაც სინათლის სხივი ხვდება. სარკე (ნახ. 2).

3. გაიმეორეთ ზემოაღნიშნული ნაბიჯები კიდევ რამდენჯერმე (ჩართ სხვადასხვა ფურცლებიქაღალდი), სარკის დაყენება სხვადასხვა კუთხით ინციდენტის სინათლის სხივის მიმართ.

4. სარკესა და ქაღალდის ფურცელს შორის კუთხის შეცვლით, დარწმუნდით, რომ ამ შემთხვევაში არ დაინახავთ არეკლილი სინათლის სხივს.

ექსპერიმენტის შედეგების დამუშავება

თითოეული გამოცდილებისთვის:

1) ააგეთ სხივი სარკეზე და არეკლილი სხივი;

2) სხივის დაცემის წერტილის გავლით, დახაზეთ სარკის გასწვრივ დახაზული ხაზის პერპენდიკულარული;

3) მონიშნეთ და გაზომეთ სინათლის დაცემის კუთხე (α) და არეკვლის კუთხე (β). ჩაწერეთ გაზომვის შედეგები ცხრილში.

ექსპერიმენტის ანალიზი და მისი შედეგები

გაანალიზეთ ექსპერიმენტი და მისი შედეგები. გააკეთეთ დასკვნა, რომელშიც მიუთითეთ: 1) რა თანაფარდობაა სინათლის სხივის დაცემის კუთხესა და თქვენს მიერ დაყენებულ მის ასახვის კუთხეს შორის; 2) აღმოჩნდა თუ არა ექსპერიმენტების შედეგები აბსოლუტურად ზუსტი და თუ არა, რა არის შეცდომის მიზეზები.

შემოქმედებითი დავალება

გამოყენებით ნახ. 3, დაფიქრდით და ჩამოწერეთ ექსპერიმენტის ჩატარების გეგმა ბრტყელი სარკის გამოყენებით ოთახის სიმაღლის დასადგენად; მიუთითეთ საჭირო აღჭურვილობა.

ექსპერიმენტი თუ შესაძლებელია.

დავალება "ვარსკვლავით"

ორ განსხვავებულ მედიას შორის ინტერფეისზე, თუ ეს ინტერფეისიმნიშვნელოვნად აღემატება ტალღის სიგრძეს, ხდება სინათლის გავრცელების მიმართულების ცვლილება: სინათლის ენერგიის ნაწილი უბრუნდება პირველ გარემოს, ე.ი. აისახა, და ნაწილი შეაღწევს მეორე საშუალოში და ამავე დროს გარდატეხილი. AO სხივი ეწოდება ინციდენტის სხივი, და სხივი OD არის არეკლილი სხივი(იხ. სურ. 1.3). ამ სხივების ურთიერთგანლაგება განისაზღვრება იმით სინათლის არეკვლისა და გარდატეხის კანონები.

ბრინჯი. 1.3. სინათლის ანარეკლი და გარდატეხა.

კუთხე α ჩავარდნილ სხივსა და ინტერფეისის პერპენდიკულარულს შორის, რომელიც აღდგენილია ზედაპირზე სხივის დაცემის წერტილში, ე.წ. დაცემის კუთხე.

კუთხე γ არეკლილ სხივსა და იმავე პერპენდიკულარს შორის ეწოდება ასახვის კუთხე.

თითოეული საშუალო გარკვეულწილად (ანუ თავისებურად) ასახავს და შთანთქავს სინათლის გამოსხივებას. ღირებულება, რომელიც ახასიათებს არეკვლამატერიის ზედაპირს უწოდებენ ასახვის კოეფიციენტი. ასახვის კოეფიციენტი გვიჩვენებს, თუ რა ნაწილია ენერგიის რა ნაწილი, რომელიც სხეულის ზედაპირზე მიიტანს რადიაციას, არის ენერგია, რომელიც ამ ზედაპირიდან ასახულია არეკლილი გამოსხივებით. ეს კოეფიციენტი დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე, მაგალითად, რადიაციის შემადგენლობაზე და დაცემის კუთხეზე. სინათლე მთლიანად აირეკლება საიდან თხელი ფილმივერცხლი ან თხევადი ვერცხლისწყალი დეპონირებული მინის ფურცელზე.

სინათლის ასახვის კანონები

სინათლის არეკვლის კანონები ექსპერიმენტულად აღმოაჩინა ძველ ბერძენ მეცნიერ ევკლიდეს მიერ ჩვენს წელთაღრიცხვამდე III საუკუნეში. ასევე, ეს კანონები შეიძლება მივიღოთ ჰაიგენსის პრინციპის შედეგად, რომლის მიხედვითაც საშუალო ტალღების ყოველი წერტილი, რომელსაც მიაღწია არეულობა, არის მეორადი ტალღების წყარო. ტალღის ზედაპირი (ტალღის ფრონტი) მომდევნო მომენტში არის ყველა მეორადი ტალღის ტანგენტური ზედაპირი. ჰიუგენსის პრინციპიარის წმინდა გეომეტრიული.

სიბრტყე ტალღა ეცემა CM-ის გლუვ ამრეკლავ ზედაპირზე (ნახ. 1.4), ანუ ტალღას, რომლის ტალღის ზედაპირი ზოლებია.

ბრინჯი. 1.4. ჰიუგენსის მშენებლობა.

A 1 A და B 1 B არის შემხვედრი ტალღის სხივები, AC არის ამ ტალღის ტალღის ზედაპირი (ან ტალღის ფრონტი).

Ნახვამდის ტალღის ფრონტი C წერტილიდან დროში t გადავა B წერტილამდე, A წერტილიდან მეორადი ტალღა გავრცელდება ნახევარსფეროს გასწვრივ AD = CB მანძილზე, ვინაიდან AD = vt და CB = vt, სადაც v არის სიჩქარე. ტალღის გავრცელება.

ასახული ტალღის ტალღის ზედაპირი არის სწორი ხაზი BD, ტანგენტი ნახევარსფეროებზე. გარდა ამისა, ტალღის ზედაპირი თავის პარალელურად მოძრაობს არეკლილი სხივების AA 2 და BB 2 მიმართულებით.

მართკუთხა სამკუთხედებს ΔACB და ΔADB აქვთ საერთო ჰიპოტენუზა AB და ტოლი ფეხები AD = CB. ამიტომ ისინი თანაბარი არიან.

კუთხეები CAB = α და DBA = γ ტოლია, რადგან ისინი ერთმანეთის პერპენდიკულარული გვერდების მქონე კუთხეებია. ხოლო სამკუთხედების ტოლობიდან გამომდინარეობს, რომ α = γ.

ასევე ჰაიგენსის კონსტრუქციიდან გამომდინარეობს, რომ ინციდენტი და არეკლილი სხივები დევს იმავე სიბრტყეში, რომლის ზედაპირის პერპენდიკულარული აღდგენილია სხივის დაცემის წერტილში.

არეკვლის კანონები მოქმედებს სინათლის სხივების საპირისპირო მიმართულებით. სინათლის სხივების კურსის შექცევადობის გამო, ჩვენ გვაქვს, რომ არეკლილი სხივის გზაზე გავრცელებული სხივი აირეკლება მოხვედრის გზაზე.

სხეულების უმეტესობა მხოლოდ მათზე ასახავს რადიაციას, სინათლის წყაროს გარეშე. განათებული ობიექტები ჩანს ყველა მხრიდან, რადგან მათი ზედაპირიდან სინათლე აირეკლება სხვადასხვა მიმართულებით, იფანტება. ამ ფენომენს ე.წ დიფუზური ანარეკლიან დიფუზური ანარეკლი. სინათლის დიფუზური არეკვლა (ნახ. 1.5) ხდება ყველა უხეში ზედაპირიდან. ასეთი ზედაპირის არეკლილი სხივის ბილიკის დასადგენად სხივის დაცემის წერტილში ზედაპირზე ტანგენტიანი სიბრტყეა დახატული და ამ სიბრტყის მიმართ გამოსახულია დაცემისა და არეკვლის კუთხეები.

ბრინჯი. 1.5. სინათლის დიფუზური ანარეკლი.

მაგალითად, თეთრი სინათლის 85% აირეკლება თოვლის ზედაპირიდან, 75% თეთრი ქაღალდიდან, 0,5% შავი ხავერდიდან. სინათლის დიფუზური ანარეკლი არ იწვევს დისკომფორტიადამიანის თვალში, სარკისგან განსხვავებით.

- ეს მაშინ, როდესაც გლუვ ზედაპირზე დაცემული სინათლის სხივები გარკვეული კუთხით აირეკლება ძირითადად ერთი მიმართულებით (სურ. 1.6). ამრეკლავ ზედაპირს ამ შემთხვევაში ე.წ სარკე(ან სარკის ზედაპირი). სარკის ზედაპირები შეიძლება ჩაითვალოს ოპტიკურად გლუვი, თუ მათზე არსებული დარღვევებისა და არაერთგვაროვნების ზომები არ აღემატება სინათლის ტალღის სიგრძეს (1 μm-ზე ნაკლები). ასეთი ზედაპირებისთვის სინათლის არეკვლის კანონი დაკმაყოფილებულია.

ბრინჯი. 1.6. სინათლის სარკის ანარეკლი.

ბრტყელი სარკეარის სარკე, რომლის ამრეკლავი ზედაპირი არის სიბრტყე. ბრტყელი სარკე შესაძლებელს ხდის მის წინ მდებარე ობიექტების დანახვას და ეს ობიექტები თითქოს სარკის სიბრტყის უკან მდებარეობს. IN გეომეტრიული ოპტიკასინათლის წყაროს S-ის თითოეული წერტილი განიხილება სხივების განსხვავებული სხივის ცენტრად (ნახ. 1.7). სხივების ასეთ სხივს ე.წ ჰომოცენტრული. S წერტილის გამოსახულება ოპტიკურ მოწყობილობაში არის ჰომოცენტრული არეკლილი და რეფრაქციული სხივების ცენტრი S' სხვადასხვა მედიაში. თუ შუქი მიმოფანტულია ზედაპირებზე სხვადასხვა ორგანოები, ურტყამს ბრტყელ სარკეს, შემდეგ კი მისგან არეკლილი ჩავარდება დამკვირვებლის თვალში, შემდეგ სარკეში ჩანს ამ სხეულების გამოსახულებები.

ბრინჯი. 1.7. ბრტყელი სარკის მიერ წარმოებული გამოსახულება.

S' გამოსახულებას რეალური ეწოდება, თუ თავად სხივის არეკლილი (გატეხილი) სხივები იკვეთება S' წერტილში. S' გამოსახულებას წარმოსახვითი ეწოდება, თუ მასში იკვეთება არა თავად არეკლილი (გატეხილი) სხივები, არამედ მათი გაგრძელება. სინათლის ენერგია არ შედის ამ წერტილში. ნახ. 1.7 გვიჩვენებს მანათობელი წერტილის S გამოსახულებას, რომელიც ჩნდება ბრტყელი სარკის დახმარებით.

სხივი SO ეცემა სარკეზე KM 0° კუთხით, შესაბამისად, არეკვლის კუთხე არის 0° და ეს სხივი არეკვლის შემდეგ მიჰყვება OS გზას. S წერტილიდან ბრტყელ სარკემდე ჩამოვარდნილი სხივების მთელი ნაკრებიდან ვირჩევთ SO 1 სხივს.

სხივი SO 1 სარკეზე ეცემა α კუთხით და აირეკლება γ კუთხით (α = γ ). თუ არეკლილი სხივები სარკის მიღმა გავაგრძელებთ, მაშინ ისინი გადაიყრებიან S 1 წერტილში, რომელიც არის S წერტილის წარმოსახვითი გამოსახულება ბრტყელ სარკეში. ამრიგად, ადამიანს ეჩვენება, რომ სხივები გამოდის S 1 წერტილიდან, თუმცა სინამდვილეში ამ წერტილიდან გამომავალი და თვალში შესული სხივები არ არის. S 1 წერტილის გამოსახულება სიმეტრიულად მდებარეობს ყველაზე მანათობელ S წერტილთან KM სარკესთან შედარებით. დავამტკიცოთ.

სარკეზე 2-იანი კუთხით მოხვედრილი სხივი SB (ნახ. 1.8), სინათლის არეკვლის კანონის მიხედვით, აირეკლება 1 = 2 კუთხით.

ბრინჯი. 1.8. ანარეკლი ბრტყელი სარკიდან.

მდებარეობა ნახ. 1.8 ჩანს, რომ კუთხეები 1 და 5 ტოლია - როგორც ვერტიკალური. კუთხეების ჯამი 2 + 3 = 5 + 4 = 90°. აქედან გამომდინარე, კუთხეები 3 = 4 და 2 = 5.

მართკუთხა სამკუთხედებს ΔSOB და ΔS 1 OB აქვთ საერთო ფეხი OB და თანაბარი მახვილი კუთხეები 3 და 4, შესაბამისად, ეს სამკუთხედები ტოლია გვერდით და ორი კუთხით ფეხის მიმდებარედ. ეს ნიშნავს, რომ SO = OS 1, ანუ წერტილი S 1 მდებარეობს S წერტილის სიმეტრიულად სარკესთან მიმართებაში.

ბრტყელ სარკეში AB ობიექტის გამოსახულების საპოვნელად, საკმარისია პერპენდიკულარები ობიექტის უკიდურესი წერტილებიდან სარკემდე ჩამოვწიოთ და, სარკის მიღმა გავაგრძელოთ, მის უკან გამოვყოთ მანძილი, ტოლი მანძილით. სარკიდან ობიექტის უკიდურეს წერტილამდე (სურ. 1.9). ეს სურათი იქნება წარმოსახვითი და შემოსული ცხოვრების ზომა. შენარჩუნებულია ობიექტების ზომები და შედარებითი პოზიცია, მაგრამ ამავე დროს, სარკეში, მარცხენა და მარჯვენა მხარეგამოსახულებები შებრუნებულია თავად ობიექტთან შედარებით. ასახვის შემდეგ ბრტყელ სარკეზე მოხვედრილი სინათლის სხივების პარალელიზმი ასევე არ არის დარღვეული.

ბრინჯი. 1.9. ობიექტის გამოსახულება ბრტყელ სარკეში.

ინჟინერიაში ხშირად გამოიყენება სარკეები რთული მოსახვევი ამრეკლავი ზედაპირით, როგორიცაა სფერული სარკეები. სფერული სარკე- ეს არის სხეულის ზედაპირი, რომელსაც აქვს სფერული სეგმენტის ფორმა და სპეკულარულად ირეკლავს სინათლეს. ირღვევა სხივების პარალელიზმი ასეთი ზედაპირებიდან ასახვისას. სარკე ე.წ ჩაზნექილითუ სხივები აირეკლება შიდა ზედაპირისფერული სეგმენტი. პარალელური სინათლის სხივები ასეთი ზედაპირიდან ასახვის შემდეგ გროვდება ერთ წერტილში, ამიტომ ჩაზნექილი სარკე ე.წ. შეკრება. თუ სხივები აისახება სარკის გარე ზედაპირიდან, მაშინ ის აისახება ამოზნექილი. პარალელური სინათლის სხივები იფანტება შიგნით სხვადასხვა მხარე, Ამიტომაც ამოზნექილი სარკედაურეკა გაფანტვა.

უნდა აღინიშნოს, რომ გამოსახულება, რომელსაც სარკის მეორე მხარეს ვხედავთ, თავად სხივები კი არ არის შექმნილი, არამედ მათი გონებრივი გაგრძელება. ასეთ გამოსახულებას ე.წ წარმოსახვითი.მისი დანახვა შესაძლებელია თვალით, მაგრამ მისი ეკრანზე მოხვედრა შეუძლებელია, რადგან ის შეიქმნა არა სხივებით, არამედ მათი გონებრივი გაგრძელებით.

არეკვლისას ასევე დაცულია სინათლის უმოკლეს გავრცელების პრინციპი. იმისათვის, რომ ასახვის შემდეგ მოხვდეს დამკვირვებლის თვალში, სინათლე ზუსტად ისე უნდა მოვიდეს, როგორც ასახვის კანონი მიუთითებს მას. სწორედ ასეთი ბილიკით გამრავლებით დაიხარჯება სინათლე მის გზაზე მინიმალური დროყველა შესაძლო ვარიანტიდან.

სინათლის გარდატეხის კანონი

როგორც უკვე ვიცით, სინათლეს შეუძლია გავრცელდეს არა მხოლოდ ვაკუუმში, არამედ სხვა გამჭვირვალე მედიაშიც. ამ შემთხვევაში, სინათლე განიცდის რეფრაქცია.ნაკლებად მკვრივი გარემოდან უფრო მჭიდროზე გადასვლისას, გარდატეხის დროს სინათლის სხივი დაჭერით პერპენდიკულარზე, რომელიც მიყვანილია დაცემის წერტილამდე, ხოლო უფრო მკვრივი გარემოდან ნაკლებად მკვრივზე გადასვლისას პირიქით: გადახრის. პერპენდიკულარიდან.

გარდატეხის ორი კანონი არსებობს:

დაცემის სხივი, გარდატეხილი სხივი და დაცემის წერტილამდე მიყვანილი პერპენდიკულარი ერთ სიბრტყეშია.

2. დაცემის და გარდატეხის კუთხეების სინუსების შეფარდება ტოლია გარდატეხის მაჩვენებლების შებრუნებული შეფარდების:

ცოდვა ა = N2

sin g n1

საინტერესოა სინათლის სხივის გავლა სამკუთხა პრიზმაში. ამ შემთხვევაში, ნებისმიერ შემთხვევაში, ადგილი აქვს სხივის გადახრას პრიზმაში საწყისი მიმართულებიდან გავლის შემდეგ:

სხვადასხვა გამჭვირვალე სხეულებს აქვთ სხვადასხვა რეფრაქციული ინდექსი. აირებისთვის ის ძალიან ცოტა განსხვავდება ერთიანობისგან. წნევის მატებასთან ერთად, ის იზრდება, შესაბამისად, აირების რეფრაქციული ინდექსი ასევე დამოკიდებულია ტემპერატურაზე. შეგახსენებთ, რომ თუ ცეცხლიდან ამომავალი ცხელი ჰაერის მეშვეობით შორეულ ობიექტებს შეხედავთ, დავინახავთ, რომ ყველაფერი, რაც შორს არის, მოძრავ ნისლს ჰგავს. სითხეებში რეფრაქციული ინდექსი დამოკიდებულია არა მხოლოდ თავად სითხეზე, არამედ მასში გახსნილი ნივთიერებების კონცენტრაციაზე. ქვემოთ მოცემულია ზოგიერთი ნივთიერების რეფრაქციული მაჩვენებლების მცირე ცხრილი.

სინათლის მთლიანი შიდა ანარეკლი.

ბოჭკოვანი ოპტიკა

უნდა აღინიშნოს, რომ სინათლის სხივს, რომელიც ვრცელდება სივრცეში, აქვს შექცევადობის თვისება. ეს ნიშნავს, რომ რომელ გზაზე ვრცელდება სხივი წყაროდან სივრცეში, ის იმავე გზას გაუყვება უკან, თუ წყარო და დაკვირვების წერტილი ერთმანეთს ცვლის.

წარმოიდგინეთ, რომ სინათლის სხივი ვრცელდება ოპტიკურად უფრო მკვრივი გარემოდან ოპტიკურად ნაკლებად მკვრივ გარემოში. შემდეგ, გარდატეხის კანონის თანახმად, ის უნდა გამოვიდეს გარდატეხის დროს, გადახრილი პერპენდიკულარიდან. განვიხილოთ სხივები, რომლებიც წარმოიქმნება სინათლის წერტილის წყაროდან, რომელიც მდებარეობს ოპტიკურად უფრო მჭიდრო გარემოში, მაგალითად, წყალში.

ამ ფიგურიდან ჩანს, რომ პირველი სხივი პერპენდიკულარულად ეცემა ინტერფეისს. ამ შემთხვევაში, სხივი თავდაპირველი მიმართულებიდან არ გადაიხრება. ხშირად მისი ენერგია აისახება ინტერფეისიდან და უბრუნდება წყაროს. მისი დანარჩენი ენერგია ქრება. დანარჩენი სხივები ნაწილობრივ აირეკლება, ნაწილობრივ გადის. დაცემის კუთხის ზრდასთან ერთად იზრდება გარდატეხის კუთხე, რომელიც შეესაბამება გარდატეხის კანონს. მაგრამ როდესაც დაცემის კუთხე მიიღებს ისეთ მნიშვნელობას, რომ გარდატეხის კანონის თანახმად, სხივის გამოსასვლელი კუთხე უნდა იყოს 90 გრადუსი, მაშინ სხივი საერთოდ არ მიაღწევს ზედაპირს: სხივის ენერგიის მთელი 100% აისახება. ინტერფეისი. ყველა სხვა სხივი, რომელიც ჩამოდის ინტერფეისზე ამაზე მეტი კუთხით, მთლიანად აისახება ინტერფეისიდან. ამ კუთხეს ე.წ შემზღუდავი კუთხე, და ფენომენი ე.წ მთლიანი შიდა ასახვა.ანუ ინტერფეისი შიგნით ამ საქმესმოქმედებს როგორც სრულყოფილი სარკე. შეზღუდვის კუთხის მნიშვნელობა ვაკუუმთან ან ჰაერთან საზღვრისთვის შეიძლება გამოითვალოს ფორმულით:

Sin apr = 1/nᲐქ ნარის უფრო მკვრივი გარემოს გარდატეხის მაჩვენებელი.

მთლიანი შიდა ასახვის ფენომენი ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ოპტიკურ მოწყობილობებში. კერძოდ, გამოიყენება წყალში გახსნილი ნივთიერებების კონცენტრაციის განმსაზღვრელ მოწყობილობაში (რეფრაქტომეტრი). იქ იზომება მთლიანი შიდა ასახვის შემზღუდველი კუთხე, რომლითაც დგინდება გარდატეხის ინდექსი, შემდეგ კი ცხრილიდან დგინდება გახსნილი ნივთიერებების კონცენტრაცია.

მთლიანი შიდა ასახვის ფენომენი განსაკუთრებით გამოხატულია ბოჭკოვანი ოპტიკაში. ქვემოთ მოყვანილი ფიგურა გვიჩვენებს ერთი ბოჭკოვანი მინა განყოფილებაში:

ავიღოთ თხელი შუშის ბოჭკო და ჩავაგდოთ სინათლის სხივი ერთ-ერთ ბოლოში. ვინაიდან ბოჭკო ძალიან თხელია, ნებისმიერი სხივი, რომელიც შედის ბოჭკოს ბოლოში, დაეცემა მის გვერდით ზედაპირზე ისეთი კუთხით, რომელიც მნიშვნელოვნად აღემატება შეზღუდვის კუთხეს და მთლიანად აისახება. ამგვარად, შემომავალი სხივი არაერთხელ აისახება გვერდითი ზედაპირიდან და გამოვა საპირისპირო ბოლოდან მცირე ან ყოველგვარი დანაკარგით. გარეგნულად, ისე გამოიყურება, თითქოს ბოჭკოს საპირისპირო ბოლო ანათებს. გარდა ამისა, საერთოდ არ არის აუცილებელი, რომ ბოჭკოვანი მინა იყოს სწორი. მას შეუძლია მოხრილი იყოს როგორც გინდათ, და არცერთი მოხრა არ იმოქმედებს ბოჭკოში სინათლის გავრცელებაზე.

ამასთან დაკავშირებით, მეცნიერებს გაუჩნდათ იდეა: რა მოხდება, თუ ავიღებთ არა ერთ ბოჭკოს, არამედ მათ მთელ თაიგულს. მაგრამ ამავდროულად, აუცილებელია, რომ შეკვრაში ყველა ბოჭკო იყოს მკაცრი ურთიერთ წესრიგში და შეკვრის ორივე მხარეს ყველა ბოჭკოების ბოლოები ერთ სიბრტყეში იყოს. და თუ, ამავე დროს, გამოსახულება გამოიყენება შეკვრის ერთ ბოლოზე ლინზის გამოყენებით, მაშინ თითოეული ბოჭკო ინდივიდუალურად გადასცემს გამოსახულების ერთ პატარა ნაწილაკს შეკვრის საპირისპირო ბოლოს. ყველა ერთად, ბოჭკოები შეკვრის საპირისპირო ბოლოში აწარმოებენ იმავე სურათს, რომელიც შეიქმნა ობიექტივის მიერ. უფრო მეტიც, სურათი იქნება ბუნებრივ შუქზე. ამრიგად, შეიქმნა მოწყობილობა, რომელსაც მოგვიანებით ეწოდა ფიბროგასტროსკოპი. ამ აპარატით შეგიძლიათ კუჭის შიდა ზედაპირის დათვალიერება გაუკეთებლად ქირურგიული ჩარევა. ფიბროგასტროსკოპი საყლაპავის მეშვეობით კუჭში შეჰყავთ და კუჭის შიდა ზედაპირი იკვლევება. პრინციპში, ამ მოწყობილობას შეუძლია შეისწავლოს არა მხოლოდ კუჭი, არამედ სხვა ორგანოებიც შიგნიდან. ეს მოწყობილობა გამოიყენება არა მხოლოდ მედიცინაში, არამედ ტექნოლოგიის სხვადასხვა დარგში მიუწვდომელი ადგილების შესამოწმებლად. და ამავდროულად, თავად აღკაზმულობას შეიძლება ჰქონდეს ყველა სახის მოსახვევი, რაც ამ შემთხვევაში არანაირად არ იმოქმედებს გამოსახულების ხარისხზე. ამ მოწყობილობის ერთადერთი ნაკლი არის გამოსახულების რასტრული სტრუქტურა: ანუ გამოსახულება შედგება ცალკეული წერტილებისგან. იმისათვის, რომ გამოსახულება იყოს უფრო მკვეთრი, თქვენ უნდა გქონდეთ კიდევ უფრო მეტი მინის ბოჭკოები და ისინი უნდა იყოს უფრო თხელი. და ეს მნიშვნელოვნად ზრდის მოწყობილობის ღირებულებას. მაგრამ ტექნიკური შესაძლებლობების შემდგომი განვითარებით ეს პრობლემამალე მოგვარდება.

ობიექტივი

პირველ რიგში, მოდით შევხედოთ ლინზს. ობიექტივი არის გამჭვირვალე სხეულიესაზღვრება ან ორი სფერული ზედაპირით ან სფერული ზედაპირით და სიბრტყით.

განვიხილოთ ლინზები ჯვარედინი განყოფილებაში. ლინზა ახვევს მასში გამავალ სინათლის სხივს. თუ სხივი, ლინზაში გავლის შემდეგ, შეგროვდება წერტილში, მაშინ ასეთ ლინზას ე.წ. შეგროვება.თუ ლინზაში გავლის შემდეგ მოხვედრილი პარალელური სინათლის სხივი განსხვავდება, მაშინ ასეთ ლინზას ე.წ. გაფანტვა.

კონვერგირებადი და განსხვავებული ლინზები და მათი კონვენციები:

ამ ფიგურიდან ჩანს, რომ ლინზის პარალელურად მოხვედრილი ყველა სხივი ერთ წერტილში იყრის თავს. ამ პუნქტს ე.წ ფოკუსირება(ფ) ლინზები. მანძილი ფოკუსიდან თავად ლინზამდე ე.წ ფოკუსური მანძილილინზები. იგი იზომება SI ერთეულებში მეტრებში. მაგრამ არის კიდევ ერთი ერთეული, რომელიც ახასიათებს ლინზს. ამ მნიშვნელობას ეწოდება ოპტიკური სიმძლავრე და არის ფოკუსური სიგრძის ორმხრივი და ე.წ დიოპტრია. (დპ). ასოებით აღინიშნება D. D = 1/F.კონვერტაციული ლინზისთვის, ოპტიკური სიმძლავრის მნიშვნელობას აქვს პლუს ნიშანი. თუ ობიექტივი ექვემდებარება შუქს, რომელიც აირეკლება ზოგიერთი გაფართოებული ობიექტიდან, მაშინ ობიექტის თითოეული ელემენტი გამოჩნდება ფოკუსში გამავალ სიბრტყეში გამოსახულების სახით. ეს გადააქცევს სურათს. ვინაიდან ეს სურათი შეიქმნება თავად სხივების მიერ, მას ე.წ მოქმედებს.

ეს ფენომენი გამოიყენება თანამედროვე კამერებში. რეალური სურათი იქმნება ფოტოფილმზე.

განსხვავებული ლინზა მოქმედებს კონვერგენციული ლინზის საპირისპიროდ. თუ პარალელური სინათლის სხივი დაეცემა მასზე ნორმალურის გასწვრივ, მაშინ ლინზაში გავლის შემდეგ, სინათლის სხივი განსხვავდება ისე, თითქოს ყველა სხივი გამოდის ლინზის მეორე მხარეს მდებარე რაღაც წარმოსახვითი წერტილიდან. ამ წერტილს წარმოსახვითი ფოკუსი ეწოდება და ფოკუსური მანძილი იქნება მინუს ნიშნით. აქედან გამომდინარე, ოპტიკური სიმძლავრეასეთი ობიექტივი ასევე გამოისახება დიოპტრიაში, მაგრამ მისი მნიშვნელობა იქნება მინუს ნიშნით. მიმდებარე ობიექტების განსხვავებულ ლინზებით დათვალიერებისას, ლინზის მეშვეობით ხილული ყველა ობიექტი გამოჩნდება ზომით შემცირებული.

სინათლე ჩვენი ცხოვრების მნიშვნელოვანი ნაწილია. ამის გარეშე ჩვენს პლანეტაზე სიცოცხლე შეუძლებელია. ამავდროულად, ბევრი ფენომენი, რომლებიც დაკავშირებულია სინათლესთან, დღეს აქტიურად გამოიყენება ადამიანის საქმიანობის სხვადასხვა სფეროში, ელექტრო მოწყობილობების წარმოებიდან კოსმოსურ ხომალდებამდე. ფიზიკის ერთ-ერთი ფუნდამენტური მოვლენაა სინათლის არეკვლა.

სინათლის ანარეკლი

სკოლაში სწავლობენ სინათლის არეკვლის კანონს. რა უნდა იცოდეთ მის შესახებ და მრავალი სხვა გამოსადეგი ინფორმაციაჩვენს სტატიას შეუძლია გითხრათ.

სინათლის შესახებ ცოდნის საფუძვლები

როგორც წესი, ფიზიკური აქსიომები ერთ-ერთი ყველაზე გასაგებია, რადგან მათ აქვთ ვიზუალური გამოვლინება, რომელიც ადვილად შეიძლება შეინიშნოს სახლში. სინათლის ასახვის კანონი გულისხმობს სიტუაციას, როდესაც სინათლის სხივები იცვლის მიმართულებას სხვადასხვა ზედაპირთან შეჯახებისას.

Შენიშვნა! გარდატეხის საზღვარი მნიშვნელოვნად ზრდის ისეთ პარამეტრს, როგორიცაა ტალღის სიგრძე.

სხივების რეფრაქციის დროს მათი ენერგიის ნაწილი უბრუნდება პირველად გარემოს. როდესაც ზოგიერთი სხივი შეაღწევს სხვა გარემოში, შეინიშნება მათი გარდატეხა.
ყველა ამ ფიზიკური ფენომენის გასაგებად, თქვენ უნდა იცოდეთ შესაბამისი ტერმინოლოგია:

• სინათლის ენერგიის ნაკადი ფიზიკაში განისაზღვრება, როგორც დაცემა, როდესაც ის ორ ნივთიერებას შორის ინტერფეისს ხვდება;
• სინათლის ენერგიის ნაწილს, რომელიც მოცემულ სიტუაციაში უბრუნდება პირველად გარემოს, ეწოდება არეკლილი;

Შენიშვნა! ასახვის წესის რამდენიმე ფორმულირება არსებობს. არ აქვს მნიშვნელობა როგორ ჩამოაყალიბებთ მას, ის მაინც აღწერს არეკლილი და მოხვედრილი სხივების შედარებით პოზიციას.

• დაცემის კუთხე. ეს ეხება კუთხეს, რომელიც წარმოიქმნება მედიის საზღვრის პერპენდიკულარულ ხაზსა და მასზე სინათლის ინციდენტს შორის. იგი განისაზღვრება სხივის დაცემის ადგილზე;

სხივის კუთხეები

• ასახვის კუთხე. იგი წარმოიქმნება ასახულ სხივსა და პერპენდიკულარულ ხაზს შორის, რომელიც აღდგა მისი დაცემის წერტილში.

გარდა ამისა, აუცილებელია ვიცოდეთ, რომ სინათლეს შეუძლია გავრცელდეს ერთგვაროვან გარემოში ექსკლუზიურად სწორი ხაზით.

Შენიშვნა! სხვადასხვა მედიას შეუძლია სინათლის გამოსხივების ასახვა და შთანთქმა სხვადასხვა გზით.

აქედან მოდის ასახვის კოეფიციენტი. ეს არის მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს ობიექტებისა და ნივთიერებების არეკვლას. ეს ნიშნავს, თუ რამდენი გამოსხივება მოაქვს სინათლის ნაკადს გარემოს ზედაპირზე, იქნება ენერგია, რომელიც აისახება მისგან. ეს თანაფარდობა დამოკიდებულია უამრავ ფაქტორზე, მათ შორის უმაღლესი ღირებულებააქვს რადიაციის შემადგენლობა და დაცემის კუთხე.
სინათლის ნაკადის სრული არეკვლა შეინიშნება, როდესაც სხივი ეცემა ნივთიერებებს და ობიექტებს, რომლებსაც აქვთ ამრეკლავი ზედაპირი. მაგალითად, სხივის ანარეკლი შეიძლება დაფიქსირდეს, როდესაც ის ურტყამს მინას, თხევად ვერცხლისწყალს ან ვერცხლს.

მცირე ისტორიული ექსკურსია

სინათლის გარდატეხისა და ასახვის კანონები ჩამოყალიბდა და სისტემატიზირებულია ჯერ კიდევ III საუკუნეში. ძვ.წ ე. ისინი შეიქმნა ევკლიდეს მიერ.

ყველა კანონი (რეფრაქცია და ასახვა), რომელიც ეხება ამ ფიზიკურ მოვლენას, დადგენილია ექსპერიმენტულად და ადვილად შეიძლება დადასტურდეს ჰაიგენსის გეომეტრიული პრინციპით. ამ პრინციპის თანახმად, საშუალო ტალღების ნებისმიერი წერტილი, რომელსაც შეუძლია მიაღწიოს დარღვევას, მოქმედებს როგორც მეორადი ტალღების წყარო.
მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ დღეს არსებულ კანონებს.

კანონები ყველაფრის საფუძველია

სინათლის ნაკადის ასახვის კანონი განისაზღვრება, როგორც ფიზიკური ფენომენი, რომლის დროსაც ერთი საშუალებიდან მეორეზე, მათ მონაკვეთზე მიმართული შუქი ნაწილობრივ დაბრუნდება უკან.

სინათლის ასახვა ინტერფეისზე

ადამიანის ვიზუალური ანალიზატორი აკვირდება სინათლეს იმ მომენტში, როდესაც მისი წყაროდან გამომავალი სხივი თვალის კაკლში შედის. იმ სიტუაციაში, როდესაც სხეული არ მოქმედებს როგორც წყარო, ვიზუალურ ანალიზატორს შეუძლია აღიქვას სხივები სხვა წყაროდან, რომლებიც აისახება სხეულიდან. ამ შემთხვევაში, ობიექტის ზედაპირზე სინათლის გამოსხივებამ შეიძლება შეცვალოს მისი შემდგომი გავრცელების მიმართულება. შედეგად, სხეული, რომელიც ასახავს სინათლეს, იმოქმედებს მის წყაროდ. როდესაც აისახება, ნაკადის ნაწილი უბრუნდება პირველ მედიუმს, საიდანაც იგი თავდაპირველად იყო მიმართული. აქ სხეული, რომელიც მას ასახავს, ​​უკვე არეკლილი დინების წყარო გახდება.
ამ ფიზიკური ფენომენის რამდენიმე კანონი არსებობს:

• პირველი კანონი ამბობს: ამრეკლავი და შემხვედრი სხივი, პერპენდიკულარულ ხაზთან ერთად, რომელიც ჩნდება მედიას შორის ინტერფეისზე, ისევე როგორც სინათლის ნაკადის დაცემის აღდგენილ წერტილში, უნდა იყოს განლაგებული იმავე სიბრტყეში;

Შენიშვნა! ეს გულისხმობს, რომ თვითმფრინავის ტალღა ეცემა ობიექტის ან ნივთიერების ამრეკლავ ზედაპირზე. მისი ტალღის ზედაპირი ზოლებია.

პირველი და მეორე კანონი

• მეორე კანონი. მისი ფორმულირება ასეთია: სინათლის ნაკადის არეკვლის კუთხე იქნება დაცემის კუთხის ტოლი. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მათ აქვთ ერთმანეთის პერპენდიკულარული მხარეები. სამკუთხედების ტოლობის პრინციპების გათვალისწინებით, ცხადი ხდება, საიდან მოდის ეს თანასწორობა. ამ პრინციპების გამოყენებით ადვილია იმის დამტკიცება, რომ ეს კუთხეები იმავე სიბრტყეშია, როგორც დახატული პერპენდიკულარული ხაზი, რომელიც აღდგენილია ორი ნივთიერების განცალკევების საზღვარზე სინათლის სხივის დაცემის წერტილში.

ოპტიკურ ფიზიკაში ეს ორი კანონი ფუნდამენტურია. უფრო მეტიც, ისინი ასევე მოქმედებს სხივზე, რომელსაც აქვს საპირისპირო მოძრაობა. სხივის ენერგიის შექცევადობის შედეგად, ნაკადი, რომელიც გავრცელდა ადრე ასახული ბილიკზე, აისახება ისე, როგორც ინციდენტის გზა.

ასახვის კანონი პრაქტიკაში

ამ კანონის პრაქტიკაში შესრულების შემოწმება შესაძლებელია. ამისათვის თქვენ უნდა მიმართოთ თხელი სხივი ნებისმიერ ამრეკლავ ზედაპირზე. ამ მიზნით, ლაზერული მაჩვენებელი არის სრულყოფილი და ჩვეულებრივი სარკე.

კანონის ეფექტი პრაქტიკაში

დაუმიზნეთ ლაზერული მაჩვენებელი სარკეს. Როგორც შედეგი ლაზერული სხივიამოხტეთ სარკედან და გაავრცელეთ შემდგომში მოცემული მიმართულება. ამ შემთხვევაში, დაცემის და არეკლილი სხივების კუთხეები ტოლი იქნება მათი ნორმალური შეხედვითაც კი.

Შენიშვნა! ასეთი ზედაპირების სინათლე აირეკლება ბლაგვი კუთხით და შემდეგ გავრცელდება დაბალ გზაზე, რომელიც მდებარეობს ზედაპირთან საკმარისად ახლოს. მაგრამ სხივი, რომელიც თითქმის ვერტიკალურად დაეცემა, აისახება მწვავე კუთხით. ამავე დროს, მისი შემდგომი გზა თითქმის დაცემის მსგავსი იქნება.

როგორც ვხედავთ, საკვანძო წერტილი ამ წესსარის ის ფაქტი, რომ კუთხეები უნდა გაიზომოს პერპენდიკულარულიდან ზედაპირისკენ სინათლის ნაკადის დაცემის წერტილში.

Შენიშვნა! ეს კანონი ემორჩილება არა მარტო სინათლეს, არამედ ნებისმიერ ელექტრომაგნიტურ ტალღებს (მიკროტალღური, რადიო, რენტგენის ტალღები და ა.შ.).

დიფუზური ასახვის მახასიათებლები

ბევრ ობიექტს შეუძლია მხოლოდ ასახოს სინათლის გამოსხივება მათ ზედაპირზე. კარგად განათებული ობიექტები აშკარად ჩანს სხვადასხვა მიმართულებით, რადგან მათი ზედაპირი ირეკლავს და აფანტავს სინათლეს სხვადასხვა მიმართულებით.

დიფუზური ანარეკლი

ამ მოვლენას დიფუზური (დიფუზური) ასახვა ეწოდება. ეს ფენომენი წარმოიქმნება, როდესაც რადიაცია ურტყამს სხვადასხვა უხეშ ზედაპირს. მისი წყალობით ჩვენ შეგვიძლია განვასხვავოთ ობიექტები, რომლებსაც არ აქვთ სინათლის გამოსხივების უნარი. თუ სინათლის გამოსხივების გაფანტვა ნულის ტოლია, მაშინ ჩვენ ვერ დავინახავთ ამ ობიექტებს.

Შენიშვნა! დიფუზური ასახვა არ იწვევს დისკომფორტს ადამიანში.

დისკომფორტის არარსებობა აიხსნება იმით, რომ არა მთელ მსოფლიოში, შესაბამისად წესის ზემოთ, უბრუნდება პირველად გარემოს. უფრო მეტიც, ეს პარამეტრი სხვადასხვა ზედაპირებიგანსხვავებული იქნება:

• თოვლთან ახლოს - გამოსხივების დაახლოებით 85% აისახება;
• თეთრი ქაღალდისთვის - 75%;
• შავისთვის და ხავერდისთვის - 0,5%.

თუ ანარეკლი მოდის უხეში ზედაპირებიდან, მაშინ შუქი მიმართული იქნება ერთმანეთისკენ შემთხვევით.

სარკისებური მახასიათებლები

სინათლის გამოსხივების სპეკულარული ასახვა განსხვავდება ადრე აღწერილი სიტუაციებისგან. ეს გამოწვეულია იმით, რომ გლუვ ზედაპირზე გარკვეული კუთხით ნაკადის დაცემის შედეგად, ისინი აისახება იმავე მიმართულებით.

სარკის ანარეკლი

ამ ფენომენის ადვილად რეპროდუცირება შესაძლებელია ჩვეულებრივი სარკის გამოყენებით. სარკისკენ მიმართვისას მზის სხივები, ის იმოქმედებს როგორც შესანიშნავი ამრეკლავი ზედაპირი.

Შენიშვნა! TO სარკის ზედაპირებიშეიძლება მიეკუთვნოს მთელი ხაზიტელ. მაგალითად, ამ ჯგუფში შედის ყველა გლუვი ოპტიკური ობიექტი. მაგრამ ისეთი პარამეტრი, როგორიცაა ამ ობიექტებში დარღვევებისა და არაერთგვაროვნების ზომა, 1 მიკრონზე ნაკლები იქნება. სინათლის ტალღის სიგრძე დაახლოებით 1 მკმ.

ყველა ასეთი სარკის ამრეკლავი ზედაპირი ემორჩილება ადრე აღწერილ კანონებს.

სამართლის გამოყენება ტექნოლოგიაში

დღეს, სარკეები ან სარკის საგნები მრუდი ამრეკლავი ზედაპირით ხშირად გამოიყენება ტექნოლოგიაში. ეს არის ე.წ. სფერული სარკეები.
ასეთი ობიექტები არის სხეულები, რომლებსაც აქვთ სფერული სეგმენტის ფორმა. ასეთ ზედაპირებს ახასიათებთ სხივების პარალელურობის დარღვევა.
ჩართულია ამ მომენტშისფერული სარკეების ორი ტიპი არსებობს:

• ჩაზნექილი. მათ შეუძლიათ ასახონ სინათლის გამოსხივება მათი სფეროს სეგმენტის შიდა ზედაპირიდან. როდესაც აისახება, სხივები გროვდება აქ ერთ წერტილში. ამიტომ მათ ხშირად „შემკრებსაც“ უწოდებენ;

ჩაზნექილი სარკე

• ამოზნექილი. ასეთ სარკეებს ახასიათებთ გარე ზედაპირიდან გამოსხივების არეკვლა. ამ დროს ხდება გვერდებზე გაფანტვა. ამ მიზეზით, ასეთ ობიექტებს უწოდებენ "გაფანტვას".

ამოზნექილი სარკე

ამ შემთხვევაში, სხივების ქცევის რამდენიმე ვარიანტი არსებობს:

• ზედაპირის თითქმის პარალელურად იწვის. ამ სიტუაციაში, ის მხოლოდ ოდნავ ეხება ზედაპირს და აისახება ძალიან ბლაგვი კუთხით. შემდეგ ის საკმაოდ დაბალ ტრაექტორიაზე მიდის;
• უკან დაცემისას სხივები მოიგერია მწვავე კუთხით. ამ შემთხვევაში, როგორც ზემოთ ვთქვით, არეკლილი სხივი მიჰყვება გზას ინციდენტთან ძალიან ახლოს.

როგორც ხედავთ, კანონი ყველა შემთხვევაში სრულდება.

დასკვნა

სინათლის გამოსხივების ასახვის კანონები ჩვენთვის ძალიან მნიშვნელოვანია, რადგან ისინი ფუნდამენტური ფიზიკური ფენომენია. მათ იპოვეს ფართო გამოყენება სხვადასხვა სფეროებშიადამიანის საქმიანობა. ოპტიკის საფუძვლების შესწავლა ხდება ქ უმაღლესი სკოლა, რაც კიდევ ერთხელ ადასტურებს ასეთი საბაზისო ცოდნის მნიშვნელობას.

როგორ გააკეთოთ ანგელოზის თვალები ვაზისთვის?

ზედაპირული სინათლის სხივი (ნახ. 3.1) (`vecS_1` - ვექტორი, რომელიც მიმართულია დაცემის სხივის გასწვრივ). "O" წერტილში, სადაც სხივი ეყრდნობა სიბრტყეს, ვაშენებთ სიბრტყეს გარენორმალური `vecN` (ე.ი. პერპენდიკულარული) და ბოლოს, `vecS_1` და ნორმალური `vecN` სხივის გავლით დავხატოთ სიბრტყე `P`. ამ თვითმფრინავს ე.წ ინციდენტის თვითმფრინავი. რა ნივთიერებისგანაც არ უნდა შედგებოდეს ჩვენი არჩეული ზედაპირი, ინციდენტის გამოსხივების გარკვეული ნაწილი აისახება. რომელი მიმართულებით წავა არეკლილი სხივი `vecS_2`?

უცნაური იქნებოდა, თუ იგი გადახრილი იყო დაცემის სიბრტყიდან, მაგალითად, მარჯვნივ ან მარცხნივ: ყოველივე ამის შემდეგ, სივრცის თვისებები ამ სიბრტყის ორივე მხარეს ერთნაირია. საბედნიეროდ, ეს არ ხდება.

მკვეთრი კუთხე`vecS_1` სხივსა და გარე ნორმალურ `vecN~-ს შორის დაცემის კუთხე ეწოდება. ავღნიშნოთ ეს კუთხე სიმბოლოთ `varphi_1`. არეკლილი სხივის `vecS_2` და ნორმალური (მოდით აღვნიშნოთ `varphi_2`) მიერ წარმოქმნილ მკვეთრ კუთხეს არეკვლის კუთხე ეწოდება. მრავალი დაკვირვება და გაზომვა საშუალებას გვაძლევს ჩამოვაყალიბოთ გეომეტრიული ოპტიკის შემდეგი პოსტულატი:

პოსტულატი 3

დაცემის სხივი `vecS_1`, ნორმალური `vecN` და არეკლილი სხივი `vecS_2` ყოველთვის ერთ სიბრტყეში დევს, რომელსაც დაცემის სიბრტყე ეწოდება. არეკვლის კუთხე ტოლია დაცემის კუთხის, ე.ი.

`varphi_2=varphi_1`. (3.1)

შემოვიღოთ კიდევ ერთი განმარტება. კუთხეს `დელტა~, რომელიც წარმოიქმნება ბრტყელ სარკეზე სხივის დაცემის გაგრძელებით და სარკიდან ასახულ სხივს, ეწოდება გადახრის კუთხე. გადახრის კუთხე ყოველთვის ნაკლებია ან ტოლია `180^@`. გადახრის კუთხის კონცეფცია შეიძლება უფრო ფართოდ იქნას განმარტებული. შემდეგში ჩვენ დავარქმევთ კუთხეს, რომელიც წარმოიქმნება თვითნებურ ოპტიკურ სისტემაში შემავალი სხივისა და ამ სისტემიდან გამოსული სხივის გაგრძელებით.

დაადგინეთ სხივის გადახრის კუთხე სიბრტყე სარკეზე. დაცემის კუთხე `varphi_1=30^@`.

დაცემისა და არეკლილი სხივების მიერ წარმოქმნილი კუთხე `ალფა~ უდრის დაცემის და არეკვლის კუთხეების ჯამს, ანუ `ალფა=60^@`. `ალფა~ და `დელტა~ კუთხეები მიმდებარეა. აქედან გამომდინარე,

`delta=180^@-60^@=120^@`.

გლუვ ზედაპირს, რომელიც ასახავს მასზე გამოსხივების თითქმის ყველა ინციდენტს, ეწოდება სპეკულარული ზედაპირი. აქ ჩნდება კითხვა: რატომ "თითქმის ყველაფერი" და არა "ყველაფერი"? პასუხი მარტივია: იდეალური სარკეებიბუნებაში არ ხდება. მაგალითად, სარკეები, რომლებსაც ყოველდღიურ ცხოვრებაში ხვდებით, ასახავს მოხვედრილი სინათლის `90%-მდე~, ხოლო დარჩენილი `10%~ ნაწილობრივ გადის და ნაწილობრივ შთანთქავს.

თანამედროვე ლაზერები იყენებენ სარკეებს, რომლებიც ასახავს გამოსხივების `99%-მდე~ და კიდევ უფრო მეტს (თუმცა სპექტრის საკმაოდ ვიწრო რეგიონში, მაგრამ ამაზე ვისაუბრებთ, როდესაც მე-11 კლასში იქნებით). ასეთი სარკეების დასამზადებლად შემუშავდა მთელი სამეცნიერო თეორია და მოეწყო სპეციალური წარმოება.

სუფთა გამჭვირვალე წყალი ასევე ასახავს რადიაციის ნაწილს მის ზედაპირზე. როდესაც სინათლე ეცემა ნორმალურად ზედაპირთან, ინციდენტის გამოსხივების ენერგიის „2%-ზე“ ოდნავ ნაკლები აირეკლება. როდესაც დაცემის კუთხე იზრდება, იზრდება არეკლილი გამოსხივების წილი. დაცემის კუთხით ახლოს `90^@` ( მოცურების შემოდგომა), ასახულია ინციდენტის ენერგიის თითქმის მთელი `100%.

მოკლედ შევეხოთ კიდევ ერთ კითხვას. იდეალურად გლუვი ზედაპირები არ არის. როცა საკმარისია მაღალი გადიდებასარკის ზედაპირზე შეგიძლიათ იხილოთ მიკრობზარები, ჩიპები, დარღვევები, რომელთა სიბრტყე დახრილია სარკის სიბრტყის მიმართ. რაც უფრო მეტი დარღვევაა, მით უფრო მოსაწყენია საგნების ასახვა სარკეში. ზედაპირი თეთრი საწერი ფურცელიიმდენად ძლიერად არის მორთული მიკროსკოპული დარღვევებით, რომ პრაქტიკულად არ იძლევა რაიმე სპეკულარულ ასახვას. ამბობენ, რომ ასეთი ზედაპირი ირეკლავს დიფუზურად , ანუ ქაღალდის ზედაპირის სხვადასხვა პაწაწინა უბანი ასახავს სინათლეს სხვადასხვა მიმართულებით. მაგრამ ასეთი ზედაპირი აშკარად ჩანს განსხვავებული ადგილები. ზოგადად, ობიექტების უმეტესობა ასახავს სინათლეს დიფუზურად. დიფუზური ამრეკლავი ზედაპირები გამოიყენება როგორც ეკრანები.

თუმცა, შესაძლებელია ნათელი ობიექტების სარკისებური გამოსახულების მიღება ქაღალდიდან. ამისათვის თქვენ უნდა დაათვალიეროთ ქაღალდის ზედაპირი თითქმის მისი ზედაპირის გასწვრივ. უმჯობესია დააკვირდეთ მბზინავი ნათურის ან მზის ანარეკლს. გააკეთე ეს ექსპერიმენტი!

ბრტყელ სარკეში რაიმე წერტილის `S` გამოსახულების აგებისას აუცილებელია გამოიყენოს, შესაბამისად მინიმუმ,ორი თვითნებური სხივი. მშენებლობის ტექნიკა ნათელია ნახ. 3.2. პრაქტიკული თვალსაზრისით, მიზანშეწონილია დაუშვათ ერთ-ერთი სხივი (სურათზე, ეს არის სხივი 1) სარკის სიბრტყეზე ნორმალურად.

ასახული სხივების გადაკვეთის შედეგად მიღებული ობიექტის გამოსახულებას ჩვეულებრივ ვუწოდებთ, მოქმედებსდა ამ სხივების გაგრძელების საპირისპირო მიმართულებით გონებრივად გადაკვეთის შედეგად მიღებული სურათი - წარმოსახვითი. ამრიგად, `S_1` არის წყაროს `S` ვირტუალური გამოსახულება ბრტყელ სარკეში (ნახ. 3.2).

მაგალითი 3.1

ბოლქვი მაგიდის ნათურამდებარეობს მაგიდის ზედაპირიდან `l_1=0,6` მ და ჭერიდან `L_2=1,8` მ მანძილზე. ნათურის ძაფი შეიძლება ჩაითვალოს სინათლის წერტილოვან წყაროდ. მაგიდაზე დევს ბრტყელი სარკის ფრაგმენტი სამკუთხედის სახით გვერდებით `5` სმ, `6` სმ და `7` სმ (ნახ. 3.3).

1) ჭერიდან რა მანძილზეა სარკის მიერ მოცემული ნათურის ძაფის გამოსახულება?

2) იპოვეთ ჭერზე სარკის ფრაგმენტიდან მიღებული „კურდღლის“ ფორმა და ზომები (MIPT, 1996).

დავხატოთ დავალების მნიშვნელობის ახსნილი ნახატი (სურ. 3.3). ყურადღება მიაქციე ორ რამეს:

ა) სარკე მაგიდაზე დგას ნათურიდან რაიმე თვითნებურ მანძილზე;

ბ) გამოსახულების აგება შესაძლებელია სარკის სიბრტყის დამთხვევის სიბრტყიდან „არეკული“ ნებისმიერი სხივების გამოყენებით (მაგალითად, სხივები `3^“` და `4^“`). ადვილია იმის ჩვენება, რომ `SC=CS_1`, ანუ `L_3=L_1`. ამიტომ მანძილი

`x=2L_1+L_2=>x=2*0,6+1,8=3` მ.

"კურდღლის" ფორმისა და ზომის დასადგენად მოსახერხებელია "S_1" გამოსახულების "გამომავალი" სხივების გათვალისწინება. ვინაიდან სარკის და ჭერის სიბრტყე პარალელურია, "კურდღლის" ფორმა სარკის მსგავსი იქნება. ვიპოვოთ მსგავსების კოეფიციენტი. თუ სარკის გვერდის სიგრძეა `h`, ხოლო მის შესაბამისი „კურდღლის“ გვერდის სიგრძეა `H`, მაშინ შეგიძლიათ დაწეროთ პროპორცია:

`h/H=L_3/x=(0,6 "მ")/(3 "მ")=1/5=>H=5სთ.

ამრიგად, "კურდღლის" გვერდების სიგრძეა, შესაბამისად, `25` სმ, `30` სმ და `35` სმ.

მაგალითი 3.2

პირველ ოთახში მაგიდაზე ყვავილი `(F)` და კართან კედელზე ჩამოკიდებული სარკე `(M)` `(D)`. მალვინა `(G)` გვერდით ოთახშია (სურ. 3.4). აირჩიეთ სწორი განცხადება.

ა. მალვინა თავისი ადგილიდან ვერ ხედავს სარკეში ყვავილის `(F)~ წარმოსახვით გამოსახულებას.

ბ. თავისი ადგილიდან მალვინას შეუძლია სარკეში თავისი გამოსახულების დანახვა.

V. თავისი ადგილიდან მალვინა სარკეში ვერ ხედავს რეალური სურათიყვავილი `(F)`.

გავაკეთოთ განმარტებითი ნახაზი (სურ. 3.5). ამისათვის ჩვენ ავაშენებთ ყვავილის გამოსახულებას `F^", ეს იქნება წარმოსახვითი.

სწორი ხაზი `F^"G" არ არის დაბლოკილი დაბრკოლებებით, ამიტომ მალვინას შეუძლია დაინახოს ყვავილის წარმოსახვითი გამოსახულება `(F^")`. ასე რომ პასუხი A არ არის სწორი. ის ვერ ხედავს თავის სურათს. ასე რომ პასუხი B არც მართებულია. ვინაიდან ყვავილის გამოსახულება წარმოსახვითია, მალვინა ვერ ხედავს ყვავილის რეალურ გამოსახულებას.

სწორი პასუხია B.