Оптика. Конспекты по физике для 10-11 класса. О цвете :: Класс!ная физика
Здесь есть всё!
Здесь представлены конспекты по физике по теме «Оптика» для 10-11 класса.
!!! Конспекты с одинаковыми названиями различаются по степени сложности.
1. Основы геометрической оптики
2. Основы геометрической оптики
3. Дифракция света — Волновая оптика
4. Зеркала и линзы — Геометрическая оптика
5. Интерференция света — Волновая оптика
6. Поляризация света — Волновая оптика
Оптика, геометрическая оптика, волновая оптика, 11 класс, конспекты, конспекты по физике.
О ЦВЕТЕ. ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Знаете ли Вы, что кусок красного стекла кажется красным и в отраженном и в проходящем свете. А вот у цветных металлов эти цвета различаются — так, золото отражает преимущественно красные и желтые лучи, но тонкая просвечивающая
золотая пластинка пропускает зеленый свет.
… ученые XVII века не считали цвет объективным свойством света. Например, Кеплер полагал, что цвет — это качество, которое должны изучать философы, а не физики. И лишь Декарт, хотя и не мог объяснить происхождение цветов, был убежден в существовании связи между ними и объективными характеристиками света.
… созданная Гюйгенсом волновая теория света была большим шагом вперед — так, она дала используемые до сих пор объяснения законов геометрической оптики. Однако главная ее неудача заключалась в отсутствии категории цвета, т.е. она была теорией бесцветного света, несмотря на уже сделанное к тому времени Ньютоном открытие — обнаружение дисперсии света.
… призма — главный инструмент в ньютоновских опытах — была им куплена в аптеке: в те времена наблюдение призматических спектров было распространенным развлечением.
… многие предшественники Ньютона считали, что цвета зарождаются в самих призмах. Так, постоянный оппонент Ньютона Роберт Гук думал, что в солнечном луче не могут содержаться все цвета; это так же странно, считал он, как утверждать, что «в воздухе органных мехов содержатся все тоны».
… опыты Ньютона привели его и к печальному выводу: в сложных приборах с большим количеством линз и призм разложение белого света сопровождается появлением у изображения пестрой цветной каймы. Явление, названное «хроматической аберрацией», удалось впоследствии преодолеть, соединяя несколько слоев стекла с «уравновешивающими» друг друга показателями преломления, что привело к созданию ахроматических линз и подзорных труб с четкими изображениями без цветных бликов и полос.
… идея о том, что цвет определяется частотой колебаний в световой волне, впервые была высказана знаменитым математиком, механиком и физиком Леонардом Эйлером в 1752 году, при этом максимальная длина волны соответствует красным лучам, а минимальная — фиолетовым.
… первоначально Ньютон различал в солнечном спектре только пять цветов, но позже, стремясь к соответствию между числом цветов и числом основных тонов музыкальной гаммы, добавил еще два. Возможно, здесь сказалось пристрастие к древней магии числа «семь», согласно которой на небе было семь планет, а потому в неделе — семь дней, в алхимии — семь основных металлов и так далее.
… Гёте, считавший себя выдающимся естествоиспытателем и посредственным поэтом, горячо критикуя Ньютона, замечал, что выявленные в его опытах свойства света не истинны, поскольку свет в них «замучен разного рода орудиями пыток — щелями, призмами, линзами». Правда, в этой критике вполне серьезные физики позже узрели наивное предвосхищение современной точки зрения на роль измерительной аппаратуры.
… теория цветового зрения — о получении всех цветов при помощи смешения трех основных — ведет начало от речи Ломоносова 1756 года «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющее…», не замеченной, однако, научным миром. Полвека спустя эту теорию поддержал Юнг, а уж его предположения в 1860-х годах детально развил в трехкомпонентную теорию цвета Гельмгольц.
… если какие-либо пигменты отсутствуют в фоторецепторах сетчатки, то человек не ощущает соответствующих тонов, т.е. становится частично цветослепым. Таким был английский физик Дальтон, по имени которого и назван этот недостаток зрения.
… явление, носящее название эффекта Пуркине — в честь исследовавшего его знаменитого чешского биолога, прказывает, что различные среды глаза обладают неодинаковым преломлением, и это объясняет возникновение некоторых зрительных иллюзий.
… оптические спектры атомов или ионов — не только богатый источник информации о строении атома, в них заключены сведения и о характеристиках атомного ядра, прежде всего связанных с его электрическим зарядом.
Источник: журнал «Квант»
Читать онлайн «Оптика и теория цвета», Татьяна Данина – ЛитРес
Книга 7
СЕРИЯ
ЭЗОТЕРИЧЕСКОЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ
* * * * *
Третья часть Учения гималайского адепта, Джуал Кхула,
синтез науки и эзотерики
Контактная информация http://newezo.ru; [email protected]
01. Свет и другие электромагнитные волны – это потоки элементарных частиц
Давайте рассмотрим основные явления оптики и постараемся доказать мысль, что оптика связана с термодинамикой и всеми остальными разделами физики.
Основное отличие видимых (оптических) фотонов от остальных элементарных частиц заключается в том, что мы их можем «увидеть». Сам процесс зрительного восприятия мы попробуем разобрать в части, посвященной биологии. А здесь скажу лишь, что неким образом частицы Буддхического Плана, составляющие сущность нашего Человеческого «Я», обрабатывают совокупности видимых (оптических) фотонов, поступающих в клетки головного мозга через глаза и зрительные нервы. Но, так или иначе, мы способны воспринимать видимые (оптические) фотоны, испускаемые или отражаемые окружающими химическими элементами.
Геометрическая оптика посвящена детальному изучению закономерностей распространения видимых (оптических) фотонов (элементарных частиц оптического диапазона) в оптически прозрачных средах, и на границах раздела сред (тел) различной плотности, одна из которых обязательно является оптически прозрачной. Предмет изучения оптики – «свет». В узком смысле «свет» – это только свободные видимые (оптические) фотоны, а в более общем – это любые типы свободных элементарных частиц.
Современная оптика изучает особенности распространения в оптически прозрачных средах элементарных частиц различного качества (электромагнитных волн с различной длиной волны).
Есть ли разница между понятиями «свет» и «электромагнитная волна»? В принципе, это одно и то же. Световой луч – это поток видимых (оптических) фотонов, движущихся в одинаковом направлении. Понятие «электромагнитная волна» употребляется в более широком смысле. Это поток фотонов любого качества – т. е. любых элементарных частиц, представленных на шкале частот электромагнитных волн. Хотя, в действительности, понятию «электромагнитная волна» можно придать еще более широкое значение и трактовать его как поток элементарных частиц любого качества.
Физики не употребляют термин «электромагнитная волна» по отношению движущимся электронам или протонам, или каким-либо другим элементарным частицам, не относящимся к фотонам. А следовало бы. Естественно, что к элементарным частицам не Физического, а других Планов, пока никто не применял понятие «электромагнитная волна» по той простой причине, что элементарные частицы других Планов еще не классифицированы с позиции физики.
Это значит, что с ними не проводились опыты по изучению их длины волны. А все из-за того, что элементарные частицы других Планов Астрального, Ментального, Буддхического и других не испускаются элементами живых организмов в таком количестве, как это происходит с элементарными частицами Физического Плана, которые в огромном количестве накапливаются на поверхности химических элементов (поступая с Солнца), а затем в таком же огромном количестве испускаются в процессе горения химических элементов. Сейчас проводится достаточное количество опытов по изучению излучений живых организмов. Однако количество излучаемых частиц других Планов очень мало по сравнению с количеством частиц Физического Плана – например, видимых (оптических) фотонов – излучаемых любым светящимся химическим элементом. По этой причине не могли быть проведены опыты по изучению длины волны излучений живых существ. Отсюда – невозможность классифицировать данные типы элементарных частиц, даже если они и регистрируются приборами.
Скорее всего, их относят к общему тепловому излучению тела. Что касается «свободно летающих» в воздухе элементарных частиц не Физического Плана – то их тоже можно зарегистрировать, как любые частицы Физического Плана. Но это сложно. Во-первых, потому, что их число, находящееся в какой-то момент в каком-то объеме воздуха очень мало. А во-вторых, отсутствуют методы классификации частиц в процессе их регистрации, если число регистрируемых частиц очень мало.
02. Для планет солнце – основной источник элементарных частиц физического плана
Для химических элементов Земли основным источником радио, инфракрасных, видимых и ультрафиолетовых фотонов является Солнце. Когда какая-либо область на поверхности планеты повернута к Солнцу (освещена), химические элементы этой области бомбардируются всеми вышеперечисленными частицами. Элементарные частицы более нижних уровней Физического Плана, начиная с рентгеновских фотонов, также испускаются Солнцем, но в гораздо меньшем количестве. Поглощение элементами космической среды и верхних слоев атмосферы и вовсе сводит на нет число частиц нижних уровней Физического Плана, достигающих твердой или жидкой поверхности Земли.
03. Основные оптические явления
Оптика занимается изучением оптических явлений – т. е. законов поведения электромагнитных волн видимого диапазона (и близких к нему других диапазонов), распространяющихся во всевозможных средах и телах, состоящих из химических элементов. Давайте перечислим все существующие оптические явления.
1) Испускание «света»;
2) Поглощение света;
3) Отражение света;
4) Пропускание света;
5) Преломление света;
6) Рассеяние света.
Соответственно, раз мы считаем, что «свет» – это поток элементарных частиц определенного качества, то все перечисленные оптические явления мы будем рассматривать не только по отношению к видимым фотонам, но и по отношению ко всем остальным типам элементарных частиц.
Явления оптики очень трудно описывать отдельно друг друга, так как они взаимно переплетаются и одно сопровождает другое. Процессы поглощения и отражения могут протекать параллельно. Отражение всегда сопровождается испусканием и поглощением.
В основе рассеяния лежат преломление и отражение. А причина преломления и поглощения одна и та же. И, наконец, пропускание всегда начинается с испускания или отражения, в ходе его наблюдается, пускай и ничтожное, рассеяние, и заканчивается пропускание, в конце концов, поглощением. Вот такая связь между явлениями оптики. А если быть точной – между особенностями поведения элементарных частиц в средах, состоящих из химических элементов.
1.2: Электромагнитная теория оптики и квантовая оптика
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 56488
- Сандер Конийненберг, Орель Дж. Л. Адам и Х. Пол Урбах
- Делфтский технологический университет через TU Delft Open
Уравнения Максвелла дают очень полное описание света, включая дифракцию, интерференцию и поляризацию.
Квантовая оптика важна только в экспериментах с небольшим числом фотонов, то есть при очень низкой интенсивности света и для специально подготовленных состояний фотонов (например, запутанных состояний), для которых нет классического описания. Почти во всех применениях оптики источники света испускают так много фотонов, что квантовые эффекты не имеют значения (см. рис. 1.2.1).0038
| Источник света | Количество фотонов/с. м2 |
|---|---|
| Лазерный луч (10 м Вт, He-Ne, сфокусированный до 20 мкм) | 10 26 |
| 10 21 | |
| Яркий солнечный свет на земле | 10 18 |
| Уровень внутреннего освещения | 10 16 |
| Сумерки | 10 14 |
| Лунный свет на земле | 10 12 |
| Звездный свет на земле |
m2″> 10 10 Таблица \(\PageIndex{1}\): Средняя плотность потока фотонов для некоторых распространенных источников
Видимая часть — это лишь малая часть всего электромагнитного спектра (см. рис. 1.2.1). Однако результаты, которые мы получим, в целом справедливы для электромагнитных волн любой частоты.
Эта страница под названием 1.2: Электромагнитная теория оптики и квантовая оптика распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0, ее авторами, ремикшированием и/или кураторами являются Сандер Конийненберг, Орель Дж. Л. Адам и Х. Пол Урбах ( TU Delft Open) через исходный контент, отредактированный в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.
- Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или Страница
- Автор
- Сандер Конийненберг, Орель Дж.
Л. Адам и Х. Пол Урбах
- Лицензия
- CC BY-NC-SA
- Версия лицензии
- 4,0
- Показать оглавление
- нет
- Теги
- source@https://textbooks.open.tudelft.nl/textbooks/catalog/book/42
Л. Адам и Х. Пол УрбахТеория физики элементарных частиц вдохновляет оптику
Краткий обзор
• Физика 6, s82
Конструктивные идеи для создания новых оптических устройств заимствованы из суперсимметрии, теории-кандидата в физике элементарных частиц.
М.-А. Мири и др. , физ. Преподобный Летт. (2013)
М.
-А. Мири и др. , физ. Преподобный Летт. (2013)
×
Суперсимметрия — это идея, предназначенная для преодоления определенных проблем в стандартной модели физики элементарных частиц. Теория утверждает, что у каждой частицы (например, у электрона) есть суперпартнер с квантово-механическим спином, отличающимся на 1/2. Хотя ни одна из этих частиц не была обнаружена на ускорителях частиц, сама суперсимметрия — или, точнее, стоящая за ней математика — может проникнуть в область оптики. В Physical Review Letters , Мохаммад-Али Мири из Университета Центральной Флориды, Орландо, и его коллеги предлагают использовать оптических суперсимметричных партнеров для управления светом в оптических устройствах.
Мири и др. рассматривалась волна, распространяющаяся по волноводу с заданным ландшафтом показателя преломления. Применяя то же самое математическое преобразование, которое связывает частицу с ее суперпартнером, они нашли суперпартнера волновода и соответствующий ему ландшафт показателя преломления.
Авторы показали, что волновод и его суперпартнер согласованы по фазе, что означает, что у каждой моды есть аналог с точно такой же постоянной распространения в структуре партнера. Следовательно, свет может эффективно проходить из одного волновода в другой. Единственным исключением стал фундаментальный режим, который не просочился в «суперпартнера».
Такие устройства могут, Miri et al. , можно использовать для выборочной фильтрации определенных мод света из волнового пакета. Обычно, когда произвольный вход возбуждает многомодовый волновод, он создает случайное оптическое поле. Однако, если суперпартнер волновода находится в непосредственной близости, все моды, кроме основной, будут связаны между двумя структурами. И если суперпартнер с потерями, высшие моды в конечном итоге исчезнут, оставив только фундаментальную моду. – Katherine Thomas
Subject Areas
OpticsMetamaterialsQuantum Physics
Related Articles
Atomic and Molecular Physics
Twinkling of a Shrinking Droplet Reveals Hidden Complexity
Captivating patterns found in the light scattered с помощью испаряющейся капли воды можно использовать для вывода о свойствах капли по мере ее сжатия.
