Жары жылдамдыын азайта аламыз ба?

Жары зіні е жоары жылдамдыына тек бос кеністікте ана жете алады. Егер жарыты жолында ауа, су немесе йнек секілді бір нрсе кезіксе, оны жылдамдыы бседейді. Жылдамдыты крт згеруінен жары сынады, сондытан суда тран тікелей зат сынан болып крінеді. Сыну былысы рефракция деп аталады. Жарыты мндай асиеті болмаса, біз телескоп, камера, лупа , дрбілерді білмеген болар едік.

Жары жне жары былыстары туралы ілімді физиканы оптика (грек сзі, крінетін, круге болатын дегенді білдіреді) деп аталатын блімі арастырады.

Жары нені білдіреді?

Жары –затты блшектеріні табиатынан блек, табиаты ерекше блшектер аыны болып табылатын фотондар аыны.

Жары жылдамдыы р трлі заттарда трліше болады. Тжірибе арылы вакуумдегі жары жылдамдыы с-300 000 км/с-а те. Мндай жылдамдыпен бірде –бір дене, бірде-бір затты блшектері озала алмайды.

Вакуумде: с=300 000 км/с, Ауада: с= 299 711 км/с, Суда: с=225 000 км/с, Шыныда: с= 200 000 км/с

Вакуумдегі жары жылдамдыы – табиатта ммкін болатын лкен жылдамды.

Жары кздері – жары шыаратын денелер.

Физиканы жарыты электромагниттік толындарыны шыарылуына, таралуына жне затпен зара серлесуіне байланысты былыстар мен задылытарды зерттейтін блімі оптика деп аталады. Жары толындары электромагниттік толындар шкаласында ультраыса миллиметрлік радиотолындардан бастап, гамма – суле шыаруа дейінгі орасан зор диапазонды амтиды.

Геометриялы оптикада жарыты біртекті ортада таралу задылытары арастырылады.

Егер ортаны сыну крсеткіші оны барлы жерінде бірдей болса, онда орта оптикалы біртекті орта деп аталады.

Жарыты вакуумдегі жылдамдыыны оны берілген ортадаы жылдамдыына атынасын осы ортадаы сынуды абсолют крсеткіші деп аталады.

Екінші ортаны біріншіге атысты салыстырмалы сыну крсеткіші n₂₁ деп жарыты бірінші жне екінші ортадаы сйкес u₁ жне u₂ жылдамдытарыны атынасын айтады: . Егер n₂₁>1 болса, онда екінші орта біріншіге араанда оптикалы тыызыра орта деп аталады. Жары екінші ортаа терде ол блу шекарасына перпендикуляр тспеген жадайда оны таралу баыты згереді.

Жарыты шаылу задары:

Тскен суле, шаылан суле жне екі ортаны бліп тран шекарадаы тсу нктесіне трызылан перпендикуля бір жазытыта жатады.

Тсу брышы шаылу брышына те болады.

Жарыты сыну жне шаылу задары жары жтылмайтын біртекті орта шін дрыс.

Тскен суле, сынан суле жне екі ортаны бліп тран шекарадаы тсу нктесіне трызылан перпендикуля бір жазытыта жатады.

тсу жне сыну брыштары синустарыны атынасы траты шама, жне ол салыстырмалы сыну крсеткішіне те болады.

Бл зады Синелус заы деп те атайды. Оны ХVІІ асырда (1621ж) В Синелус тжырымдаан. Ал 1630 жылы Р. Декарт оан теориялы негіздеме жасаан.

Жалпы линза деп, екі беті сфералы исыпен шектелген, млдір заттан жасалынан (шыныдан, пластмассадан, т.б.) денені атаймыз. Сфералы бетті тріне байланысты линза жинаыш(2а-сурет) жне шашыратыш (2б-сурет) деген трлерге блінеді.

Линзаны екі беті сфералы бетпен шектелгендіктен, олар зі арылы ткен жарыты таралу баытынан братын асиетке ие болады.

Егер линза жинаыш асиетке ие болса, онда линзадан ткен жары аындары линзаны осіне арай брылып, бір нкте арылы теді(3а-сурет). Жары аындары жиналан нктені линза фокусы деп атайды жне оны F рпімен белгілейді, осы нкте мен линза ара ашытыы метрмен лшенеді, ал фокусты кері шамасы D = 1/F линзаны оптикалы кші деп аталып, ол диоптрия(дптр) деген шамамен сипатталады.

Егер линза шашыраташ асиетке ие болса, онда линзадан ткен жары аыны линзаны осінен кері баыта брылып, линзадан ткен жары аындары шашырап тарайды. Бл жадайдаы линзаны фокусын алай анытаймыз, жары аындары шашырап кетті, олар бір нктеде жиналмады. Шашыратыш линзаны фокусын анытау шін, линзадан шашырап ткен жары аынын кері баытта ойша сызамыз, сонда олар бір нктеде жиналады, осы нктені шашыртаыш линза фокусы ретінде аламыз (3б-сурет).

3 сурет

Осыландай діспен аныталан фокус «жалан» боландытан, фокус белгісіні алдына минус табасын оямыз, яни –F, соан сйкес оны оптикалы кші де теріс табалы болып шыады, яни -D = 1/F. Осындай таба арылы линзаны жинаыш немесе шашыратыш екендігін анытаймыз.

Линз кмегімен алынан кескінні сызыты лшеміні , сол дене лшеміне Н атынасы k= /Н линзаны сызыты лкейтуі деп аталады.

Егер, бірнеше линзаны остерін бір-біріне дл келетіндей етіп жинаса, яни линза жйесін растырса, пайда болан жйені оптикалы кші оларды р айсысыны оптикалы кштеріні алгебралы осындысына те болады:

D = D₁+ D₂ + D₃ + …

Линза арылы алынан кескіндегі кемшіліктерді аберрация деп атайды. Аберрация латын сзі (aberratio), ол ауыту дегенді білдіреді. Егер аберрация крделі жары (монохроматы емес) кезінде байалса, оны хроматты аберрация деп, баса кездегілері монохроматты аберрация деп аталады, йткені мндай ауытуларды пайда болуы жарыты спектріне байланысты емес.

Жинаыш (a) жне шашыратыш (b) линзалар.

Кз кез келген ашытыта жатан нрсені аны круі тиіс. Енді осы былысты арастырайы. Жа линзаны формуласы мына трде жазылады:

1/d + 1/f = 1/F, (1)

мндаы d- нрседен кзге дейінгі ашыты, f- линзадан кескінге дейінгі ашыты, F- линзаны фокусты ашытыы. Бл тедеудегі f кз бршаынан тор абата дейінгі ашыты, ол траты шама, ал d здіксіз згеріп отыратын шама. Егер нрседен кзге дейінгі ашыты немі згеріп отырса, онда 1-тедік орындалуы шін тедеудегі F немі згеріп отыру тиіс. Оан кз бршаы бетіні исытыын згерту арылы ол жеткіземіз. Бл былыс былайша жреді: кз бір нрседен ашытыы згеше екінші нрсеге ауысанда, екінші денені кескіні аны крінбейді, (йткені d згерді, ал F сол алпында) бл туралы миа тиісті сигнал жетеді, мидан шыан кері сигнал кздегі циллиарлы блшы еті жиырылуын немесе созылуын тудырады, соны нтижесінде кз бршаыны фокусы дене кескіні аны болана дейін згереді, рине бл рдіс те жылдам жреді кзді мндай абілетін аккомодация деп атайды.

Кзі алыпты кретін адамны кзі дене кескінін кзді тор абатына фокустайды. Кейбір адамдарды кздері кескінді тор абатты алдына, оан жеткізбей тсіреді (7а- сурет), кзді мндай кемшілігін жаыннан кргіштік деп атайды. Мндай адамдар жаын жатан нрселерді аны кргенімен, алыс жатан денелерді блыыр креді, Мндай кз аауын тзету шін шашыратыш линзадан жасалан кзілдірік киеді.

Кейде адам кзі дене кескінін тор абатты сыртына фокустайды (7б- сурет), кзді мндай кемшілігін алыстан кргіштік деп атайды. Мндай адамдар алыс жатан денелерді аны кргенімен, жаын жатан нрселерді блыыр креді, Мндай кз аауын тзету шін жинаыш линзадан жасалан кзілдірік киеді.

Линзаны оптикалы центрінен оны фокусына дейінгі OF=f ашыты линзаны фокус аралыы деп аталады:

Жа линзаны формуласы параксиал сулелер шін дрыс.

Егер линзаны фокус аралыы о болса, , онда линза о (жинаыш ) деп, фокус аралыы болса, онда теріс (шашыратыш) деп аталады.

Ауадаы шыны линзалар шін ос дес, жазы дес жинаыш линзалар болып табылады.

Шашыратыш шыны линзалар:ос ойыс, жазы ойыс, жне дес ойыс линзалар болып табылады. Жинаыш линзаларды фокусы шын, ал шашыратыш линзалардыкі – жалан болады.

Параксиал сулелер шін жа линза формуласыны таы бір трі:

немесе ,

мндаы , , линзаны фокус аралыы, плюс табасы-жинаыш линза шін, минус табасы шашыратыш линза шін. (5.5) шамасы линзаны оптикалы кші деп аталады. Жинаыш линза шін , шашыратыш линза шін . D оптикалы кші f=1 м боланда бір диоптрияа те.

6.4 лестірмелі материал:электронды кітаптар, тесттер, карточкалар

6.5 Пайдаланан дебиеттер:

1. Физика: Жалпы білім беретін мектепті жаратылыстану-математика баытындаы 10-сыныбына арналан оулы/ Б.Кронгарт, В.Кем, Н.ойшыбаев.-д., толыт. 2-бас. Алматы: Мектеп, 2010-384 б., сур.

2. Физика: Жалпы білім беретін мектепті жаратылыстану-математика баытындаы 11-сыныбына арналан оулы/ С.Тябаев, Ш.Насохова, Б.Кронгарт, т.б.- Алматы: “Мектеп” баспасы. -384 б., сур.

3. Савельев И.В. Жалпы физика курсы. – Алматы, Мектеп, 1,2,3 том, 2000

4. Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсыны есептер жинаы. – М., Наука, 2000

5. Иродов И.Е. Жалпы физика курсыны есептер жинаы. М: Наука, 2006

Баылау сратар

1.Геометриялы оптика дегеніміз не?

2.Жары табиаты жайында не білесідер?