Ландсберг Г.С. - Оптика (1070727), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Значительно переработан материал об эффекте Керра и о молекулярном рассеянии света (3 152 и глава ХХ1Х, И.Л. Фабелинский). Заново написаны параграфы, посвященные внутреннему фотоэффекту и приемникам излучения Я 180 и 181, И.С. Абрамсон). Существенно модернизирован параграф о восприятии света глазом (3 193, составлен С.Г. Раутианом по материалам Н.Д. Нюберга).
Наконец, в настоящее издание включены новые главы Х1 и ХЬЬ В главе ХЬ рассмотрены оптические квантовые генераторы, принцип их устройства и главные особенности их излучения Я 223, 225 — 227 написаны Т.С. Величкиной и И.А. Яковлевым. остальные параграфы — С.Г. Раутианом). Последняя глава посвящена описанию основных нелинейных оптических явлений (глава ХЫ, С.Г. Раутиап). Рецензирование рукописи выполнено В.А. Фабрикантом. ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К ТРЕТЬЕМ,х' ИЗДАНИНЭ Сохранив в основном общий характер книги и расположение материала, я внес в это новое издание некоторые изменения и исправления. Я перенес главу, посвященную основным фотометрическим понятиям, во введение, желая использовать правильную терминологию уже при описании явлений интерференции и оставив в отделе лучевой оптики лишь вопросы, связанные с ролью оптических инструментов при преобразовании светового потока.
Заново написаны многие страницы, посвященные интерференции, в изложении которой и во втором переработанном издании осталось много неудовлетворительного. Я постарался сгруппировать вопросы кристаллооптики в отделе ЧШ, хотя и не счел возможным полностью отказаться от изложения некоторых вопросов поляризации при двойном лучепреломлении в отделе У1, ибо основные фактические сведения по поляризации мпе были необходимы при изложении вопросов прохождения света через границу двух сред, с которых мне казалось естественным на ~ать ту часть курса, где проблема взаимодействия света и вещества начинает выдвигаться на первый план. Я переработал изложение астрономических методов определения скорости света и добавил некоторые новые сведения о последних лабораторных определениях этой величины. Гораздо больше внимания уделено аберрации света.
Рассмотрены рефлекторы и менисковые системы Д.Д. Максутова.. Значительным ПРеднслОВия изменениям подверглось изложение вопроса о разрешающей способности микроскопа: я постарался отчетливее представить проблему о самосветящихся и освещенных объектах. Точно так же значительно подробнее разъяснен вопрос о фазовой микроскопии, приобретший значительную актуальность за последние годы. Луцино, сентябрь 1951 г. Акад. Г.С. Ландс6ерг ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ В настоящем, втором, издании моего курса «Оптика» общий план и характер книги оставлены без изменений.
Многочисленные сочувственные отклики, которые нашла книга у ряда моих коллег и специалистов,ведущих преподавание в вузах, побудили меня сохранить общий стиль книги. Я подверг, однако, переработке и изменению многие места курса, стремясь выправить имевгпиеся недостатки. Переработан или написан вновь ряд параграфов, относящихся к интерференции; сильно переработано изложение принципа Ферма; добавлены проблемы электронной оптики.
Москва, 21. Л. 1946 г. ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ В основу настоящей книги положен курс лекций по общей физике, который я читал в течение ряда лет в Московском государственном университете. Как и многие другие основные курсы, сложившиеся в Московском университете, этот курс находился под сильным влиянием акад. Л.И. Мандельштама, советами и указаниями которого я широко пользовался на протяжении многих лет, в течение которых нас связывает совместная раоота и искренняя дружба. Я с особым удовольствием хочу отметить это обстоятельство и выразить Л.И. Мандельштаму мою глубокую признательность.
Университетское преподавание физики располагает мощным вспомогательным средством в виде физических демонстраций. При чтении курса я обращал большое внимание на эту сторону дела. В настоящей книге я старался конкретным описанием реальных экспериментов возместить невозможность иллк»стрировать обсуждаемое демонстрационным опытом. Многочисленные демонстрации, при постановке которых я опирался на помощь коллектива физического кабинета МГУ, руководимого М.В. Колбановым, дали мне ценный материал для соответствующих описаний в тексте настоящей книги.
Наконец, я считаю своей обязанностью отметить работу ряда моих ассистентов, помогших мне превратить лекционные записи в книгу. Среди них я с особенной благодарностью вспоминаю покойного А.Г. Райского, оказавшего мне большую помощь при составлении первого наброска этой книги, изданного в свое время на правах рукописи. Москва, октябрь 1940 г. Гр. Лаидсаерг ВВЕДЕНИЕ Глава 1 КРАТКОЕ ИСТОРИЧЕСКОЕ ВВКДЕНИК ~ 1. Основные законы оптики Уже в первые периоды оптических исс ~едований были на опыте установлены следующие четыре основных закона оптических явлений: 1. Закон прямолинейного распространения света, 2.
Закон независимости световых пучков. 3. Закон отражения света от зеркальной поверхности. 4. Закон преломления света на границе двух прозрачных сред, Дальнейшее изучение этих законов показало, во-первых, что они имеют гораздо более глубокий смысл, чем может казаться с первого взгляда, и, во-вторых, что их применение ограничено, и они являются лишь приближенными законами. Установление условий и границ применимости основных оптических законов означало важный прогресс в исследовании природы света.
Сущность этих законов сводится к следующему. 1. Закон прямолинейного распространения с в е т а. В однородной среде свет распространяется по прямым линиям. Закон этот встречается в сочинении по оптике, приписываемом Евклиду (300 лет до нашей эры) и, вероятно, был известен и применялся гораздо раныпе. Опытным доказательством этого закона могут служить наблюдения над резкими тенями, даваемыми точечными источниками света, или получение изображений при помощи малых отверстий.
Соотношение между контуром предмета и его тенью при освещении точечным рис. 1.1. прямолинейное распроисточником (т.е. источником, Размеры которо~о оче'ль мальл при освещении точечным источником по сравнению с расстоянием до предмета) соответствует геометрическому проецированию при помощи прямых линий (рис. 1.1). Аналогично рис. 1.2 иллюстрирует вввдннин получение изображения при помощи малого отверстия, причем форма и размер изображения показывают, что проецирование происходит при помощи прямолинейных лучей. Закон прямолинейного распространения может считаться прочно установленным на опыте. Он имеет весьма глубокий смысл, ибо само понятие о прямой линии, по-видимому, возникло из оптических наблюдений. Геометрическое понятие прямой как линии, представляющей кратчайшее расстояние между двумя точками, есть понятие о линии, по которой распространяется свет в однородной среде.
Отсюда берет начало практикуемый с незапамятных времен контроль прямолинейности лекала или изделия по лучу зрения. Более детальное исследование описываемых явлений показывает, что закон прямолинейного распространения света теряет силу, если мы переходим к очень малым отверстиям. Тзк, в опыте, изображенном на рис. 1.2, мы получим хорошее изображение при размере отверстия окало 0,5 мм; изображение будет очень несовершенным при В ~ 2ПП Рис. 1.2. Прямолинейное распространение света: получение изображения с помощью малого отверстия отверстии 0,02 — 0,03 мм. Изображения совсем не получится и экран будет освещен практически равномерно при размерах отверстия около 0,5 -1 мкм. Отступления от закона прямолинейного распространения света рассматриваются в учении о дифракции.
2. Закон независимости световых пучков. Световой поток можно разбить на отдельные световые пучки, выделяя их, например, при помощи диафрагм. Действие этих выделенных световых пучков оказывается независимым, т.е. эффект, производимый отдельным пучком, не зависит от того, действуют ли одновременно другие пучки или они устранены. Так, если на объектив фотоаппарата падает свет от обширного ландшафта, то, за! гораживая доступ части световых пучков, мы ! не изменяем изображения даваемого остзльными. Более глубокое содержание этого закона выясняется в явлениях интерференции света ~принцип суперпозиции, см. ~ 4 и 12).
3. Закон отражения света. Р с 13 1~ закон о — ЛУч паДающии> ноРмзль к отРажзюЩеи поверхности и луч отраженный лежат в одной плоскости (рис. 1,3), причем углы между лучами и нормалью равны между собой: угол пздения ~ равен углу отражения ю'. Этот закон также упоминается в сочинении Евклида.
15 ГЛ. Ь КРАТКОЕ ИОТОРИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ Установление его связано с употреблением полированных металлических поверхностей (зеркал), известных уже в очень отдаленную эпоху. 4. Закон преломления света. Лучпадающийилуч преломленный лежат в одной плоскости с нормалью к границе раздела. Угол падения ~ и угол преломления г (рис. 1.4) связаны соотнопгением ива — =и, вшт (1.1) где и — постоянная, не зависящая от углов ~ и г. Величина и показатель преломления, определяется свойствами обеих сред, через границу раздела которых проходит свет, и зависит также от цвета лучей.
Явление преломления света было известно Уже АРистотелю (350 лет до нашей эРы). Рис 14 К зак0ну пре Попытка установить количественный закон д0мдения принадлежит знаменитому астроному Пталемею (120 г. нашей эры), который предпринял измерение углов падения и преломления. Приводимые им данные измерении весьма точны. Птолемей учитывал влияние преломления в атмосфере на видимое положение светил (атмосферная рефракция) и даже составил таблицы рефракции. Однако измерения Птолемея относились к сравнительно небольшим углам, и поэтому он пришел к неправильному заключению о пропорциональности угла преломления углу падения. Значительно позже (около 1000 г.) арабский оптик Альгазен (Альхайтам) обнаружил, что отношение углов падения и преломления пе остается постоянным, но правильного выражения закона дать не смог.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
