Täydellisen pohdinnan soveltaminen
aktiviteetti
Digitaalinen periskooppi
Tässä on tekninen uutuus.
Olemassa olevien periskooppien perinteinen optinen kanava on korvattu korkearesoluutioisilla videokameroilla ja kuituoptisella viestinnällä. Tiedot ulkovalvontakameroista siirretään reaaliajassa laajakuvanäytölle keskuspostissa.
Testit tapahtuvat sukellusveneellä SSN 767 Hampton type Los Angeles. Uusi malli muuttaa kokonaan vuosikymmenien ajan kehitetyn periskoopin käytön. Nyt vastaava upseeri työskentelee puomiin kiinnitetyillä kameroilla säätämällä näyttöä ohjaussauvalla ja näppäimistöllä.
Keskpostissa olevan näytön lisäksi periskoopin kuva voidaan näyttää mielivaltaisesti suurella määrällä näyttöjä veneen missä tahansa huoneessa. Kamerat tekevät mahdolliseksi samanaikaisesti tarkkailla horisontin eri sektoreita, mikä lisää kellojen reagointitasoa pinnan taktisen tilanteen muutoksiin.
Kuinka selittää "kivipeli"? Koruissa kivien kasvot valitaan siten, että molemmissa kasvoissa on täydellinen valon heijastus.
Täydellinen sisäinen ilmiö selittää mirage-ilmiön
Mirage on ilmakehän optinen ilmiö: valon heijastuminen terävästi eri ilmakehän kerrosten välillä. Tarkkailijalle tällainen heijastus koostuu siitä, että yhdessä kaukaisen esineen (tai taivaan osan) kanssa hänen kuvitteellinen kuva on näkyvissä, siirrettynä suhteessa esineeseen.
Mirages jaotellaan alempiin, näkyviksi kohteen alla, ylemmiksi, esineen yläpuolelle ja sivupiireiksi. Ylempi mirage havaitaan kylmän maan pinnan yläpuolella, alempi mirage ylikuumennetun tasaisen pinnan, usein aavikon tai asfalttatien, yläpuolella. Kuvitteellinen kuva taivaasta luo illuusion veden pinnasta. Joten etäisyyteen kulkeva tie näyttää märältä kuumana kesäpäivänä. Sivuttainen mirage havaitaan joskus erittäin kuumien seinien tai kivien lähellä.
Sivu 1
Kokonaisen sisäisen heijastumisen ilmiö on kuituoptiikan ytimessä, jossa kuva siirretään useiden heijastusten seurauksena kuituseinistä, kun taas jopa 99% tulevasta valon voimakkuudesta säilyy.
Kuituoptiikan taustalla on kokonaisen sisäisen heijastumisen ilmiö. Valo leviää kuitua pitkin, jonka taitekerroin on suurempi kuin ympäristö, eikä sisäisen kokonaisheijastumisen vuoksi sitä tule ulos, toistaen kuidun taivutukset (ks.
Kokonaisen sisäisen heijastumisen ilmiö tapahtuu, kun valonsäde siirtyy optisesti tiheämmästä väliaineesta väliaineeseen, jolla on pienempi tiheys. Kuvio jakautuvan valonsäteen jakautumisesta heijastuiksi ja taitetuiksi komponenteiksi sisäisen heijastumisen tapauksessa on esitetty kaaviomaisesti kuviossa 3. 7.1. Snellin lain mukaan taitekulmasta tulee monimutkainen edellyttäen, että laskukulma 6 ylittää tietyn kriittisen arvon, jonka määrittelee tasa-arvo Oi p arcsin 2I - Rajapinnan suuntainen säde vastaa kulman kriittistä arvoa.
Kokonaisen sisäisen heijastumisen ilmiö, joka hallitsee valon leviämistä optisissa kuiduissa, oli tiedossa jo 1800-luvulla. Ensimmäiset lasikuitut, joissa ei ole vaippaa, valmistettiin 1920-luvulla, kuidun kuidun optiikan kehittäminen alkoi vasta 1950-luvulla, kun verhouskerroksen käyttö johti huomattavaan parannukseen optisten kuitujen ominaisuuksissa. Kuituoptiikka kehittyi sitten nopeasti pääasiassa tavoitteena käyttää valokuitulasikaapeleita kuvansiirtoon. Kapani-kirja, julkaistu vuonna 1967, tarjoaa yleiskuvan siihen mennessä saavutettuihin saavutuksiin kuituoptiikan alalla.
Kokonaisen sisäisen heijastumisen ilmiö, joka kontrolloi valon leviämistä optisissa kuiduissa, tunnettiin jo 1800-luvulla. Ensimmäiset lasikuitut, joissa ei ole vaippaa, valmistettiin 1920-luvulla, kuidun kuidun optiikan kehittäminen alkoi vasta 1950-luvulla, kun verhouskerroksen käyttö johti huomattavaan parannukseen optisten kuitujen ominaisuuksissa. Kuituoptiikka kehittyi sitten nopeasti pääasiassa tavoitteena käyttää valokuitulasikaapeleita kuvansiirtoon. Kapani-kirja, julkaistu vuonna 1967, tarjoaa yleiskuvan siihen mennessä saavutettuihin saavutuksiin kuituoptiikan alalla.
Kokonaisen sisäisen heijastumisen ilmiötä käytetään laajasti käytännössä. Se on monien optisten heijastavien prismien rakentamisen perusta. Sama ilmiö perustuu optisten mittauslaitteiden ristikkoihin sijoitettujen iskujen valaisemiseen (kuva.
Kokonaisen sisäisen heijastumisen ilmiötä käytetään laajasti tapauksissa, joissa on tarpeen suorittaa valonvuon siirto ilman, että heikentyvät intensiteetti. Ydinfysiikassa optisia kuituja lusiitista tai muista muoveista käytetään siirtämään tuikekiteen lähettämää valoa, kun ionisoiva hiukkanen kulkee valomodistimeen, jossa tämä valo muunnetaan hyödylliseksi sähkösignaaliksi. Valon monistimen on usein sijaittava kaukana tuikottavasta kidestä tilan puuttumisen tai sen lukemia vääristävien magneettikentien takia. Jos kuidun poikittaiskoko on suuri verrattuna aallonpituuteen, niin yllä oleva huomio tasaisen rajan suhteen on totta. Jos dielektrisen poikittaismitat ovat aallonpituusluokan mukaisia, silloin on erityistä huomiota kiinnitettävä huomioon kuidun ominaisgeometria.
Joustavissa optisissa kuiduissa käytetään kokonaisen sisäisen heijastumisen ilmiötä. Jos valo on suunnattu ohut lasitanko (kuitu) päähän, niin kulmat, joissa säteet putoavat tangon seinämiin, ylittävät rajakulman.
Kokonaisen sisäisen heijastumisen ilmiö selittää kuvassa 1 esitetyn näyttävän esittelykokemuksen. 24.2. Valo johdetaan vaakasuuntaisen yhdensuuntaisen säteen kautta vesivirtaan, joka virtaa vapaasti aluksen sivuseinämän aukosta.
Kokonaisen sisäisen heijastumisen ilmiö selittää kuvassa 1 esitetyn näyttävän esittelykokemuksen. 24.2. Valo johdetaan vaakasuuntaisen yhdensuuntaisen säteen kautta vesivirtaan, joka virtaa vapaasti aluksen sivuseinämän aukosta. Kokonaisen sisäisen heijastusilmiön takia valo ei voi poistua sivupinnan läpi ja seuraa virtausta pitkin, joka on verrattu kaarevaan valonohjaimeen.
Sisäisen kokonaisheijastusilmiön avulla voit luoda tarvittavat kartiomaiset peilit paljon yksinkertaisemmilla tavoilla. Esimerkiksi kartiomainen peili voidaan korvata kartiomaisella prismalla, jossa on näytteen sylinterimäinen reikä. Harkitse sylinterimäisen pinnan muuttumista tasaiseksi. Tilanne on erilainen ympyröiden kanssa, kun sylinteriosa on taso.
Sisäisen kokonaisheijastumisen ilmiön, meridionaalisten ja vinojen säteiden merkityksen, kuidun ensimmäisen vaipan arvo ja sen suuruus, ytimen ja vaipan välisessä absorptiossa ja heijastuksissa aiheuttaman kuidun energiahäviön sekä useiden muiden määräysten, käsitteiden ja määritelmien perusteella ensimmäiseen likiarvoon saada käsitys valonsäteiden etenemisestä optisten kuitujen kautta ja valon energian ja kuvien siirtämisestä kuitukimppuilla.
39. Geometrisen optiikan elementit. Optiikan peruslait. Täysi pohdinta.
optiikka (kreikasta. optike - visuaalinen) - fysiikan osa, joka tutkii valon luonnetta ja ominaisuuksia, sen säteily- ja leviämisprosesseja, valon vuorovaikutusta aineen kanssa. Optiikka tutkii monenlaisia \u200b\u200bsähkömagneettisia aaltoja kattaen ultravioletti-, näkyvän ja infrapuna-alueen.
1. 1. Geometrisen optiikan elementit.
Geometrinen optiikka - Tämä on fysiikan haara, jossa valonsäteenä on suora viiva, jota pitkin valoenergia etenee. Geometrisen optiikan lakeja käytetään kuvien muodostamiseen, kun valo kulkee optisen järjestelmän läpi. Nämä ovat seuraavat lait:
1. Valon suoraviivaisen leviämisen laki ehdottaa, että homogeenisessa läpinäkyvässä väliaineessa valo leviää suoraviivaisesti, josta käy ilmi terävien rajojen varjo läpinäkymättömästä kappaleesta, jota valaisee pieni valonlähde.
2. Valonsäteiden itsenäisyyslaki. Yhdistettynä toisiinsa jokainen valonsäde käyttäytyy muista säteistä riippumatta, ts. superpositiikan periaate on totta.
Jos valonsäde putoaa kahden läpinäkyvän väliaineen rajalle, niin tuleva säde 1 haarruu heijastuneeksi 2 ja refraktoidaan 3 (kuva 1.1). kulmat minä, minä’ ja rniitä kutsutaan vastaavasti sisäänmeno-, heijastus- ja taitekulmaksi.
3. Laki valon heijastuksesta. Laskeva valonsäde kahden väliaineen rajalla, normaali, joka on vedetty kohtauspisteeseen, ja heijastunut säde sijaitsevat samassa tasossa; tulokulma on yhtä suuri kuin heijastuskulma minä = minä’ (Kuva 1.1).
4. Valon taittumisen laki. Kahden median, taittuneen säteen ja tapauskohdassa palautuneen normaalin välisellä rajapinnalla oleva säteilytapaus on samassa tasossa; kohtauskulman sinin ja taitekulman siniaalin välinen suhde on vakio kahdelle annetulle väliaineelle (Snellin laki):
jossa n Kuvio 21 on toisen ympäristön suhteellinen indikaattori suhteessa ensimmäiseen.
n 21 = n 2 /n 1 ,
jossa n 2 ja n 1 - toisen ja ensimmäisen väliaineen absoluuttinen taitekerroin.
Absoluuttinen taitekerroin aine, jota kutsutaan arvoksi n, joka on yhtä suuri kuin tyhjössä olevan valon nopeuden suhde valon nopeuteen υ tietyssä ympäristössä: n= c/ υ
. Anna ensimmäisessä ympäristössä n 1 = c/ υ
1, ja toisessa n 2 = c/ υ
2 sitten 
. Siksi suhteellisen taitekerroksen fysikaalinen merkitys on, että se osoittaa, kuinka monta kertaa valon nopeus yhdessä väliaineessa on suurempi kuin toisessa.
Sisäisen totaalisen heijastuksen ilmiö.
materiaalia, jolla on suurempi absoluuttinen taitekerroin, pidetään optisesti tiheämpänä. Anna valonsäteen siirtyä optisesti tiheämmästä väliaineesta optisesti vähemmän tiheään väliaineeseen, ts. n 2 < n 1. Snellin laista seuraa, että minä< r. Jos kasvatat kulmakulmaa (kuva 1.2), löydät sellaisen kulman minä pr, jossa taitekulma r tulee yhtä suureksi kuin π / 2 (säteet 3-3 '). Tällainen kulma minä pr soitti raja. Tulokulmassa minä >
minä Valonsäde ei enää kulje toiseen väliaineeseen, vaan heijastuu kokonaan rajapinnasta. Tätä ilmiötä kutsutaan täysi sisäinen pohdinta. Siten kokonaisen sisäisen heijastusilmiön havaitaan vasta siirtyessä tiheämmästä vähemmän tiheään väliaineeseen ja kun minä >
minä jne. Jos esimerkiksi palkki kulkee lasista ( n 1 \u003d 1,5) ilmaan ( n 2 \u003d 1), raja-asteen kulma on ≈ 42º.
Kokonaisen sisäisen heijastumisen ilmiötä käytetään laajasti kiikareissa, periskoopeissa, optisissa kuiduissa ja refraktometreissä.