Reflexão
e
refração são dois processos que mudam a luz viaja direção. Utilizando as equações para calcular reflexão e refração, você pode prever onde os raios encontrando uma superfície vai - se refletir ou refratar (ricochetear na superfície ou dobrar através dele) - o que é um conceito importante no estudo da óptica. As equações a seguir ajudará a determinar os ângulos de reflexão e refração:
A lei de reflexão: o lei da reflexão mostra a relação entre o ângulo de incidência e o ângulo reflectido por um raio de luz incidente sobre uma superfície. Os ângulos são medidos em relação à normal de superfície(Uma linha que é perpendicular à superfície), e não em relação à própria superfície. Aqui está a fórmula:
O índice de refração: Esta quantidade descreve o efeito de átomos e moléculas da luz que viaja através de um material transparente. Use esta fórmula básica para o índice de refração:
A lei de Snell ou a lei de refração: Snell'lei s mostra a relação entre o ângulo de incidência e o ângulo transmitida (ângulo refractada) por um raio de luz incidente numa superfície de um material transparente. Você pode ver como a lei de Snell funciona da seguinte fórmula:
O ângulo crítico para a reflexão interna total: Reflexão interna total é a situação em que a luz bate e reflecte para fora da superfície de um material transparente, sem transmissão através da superfície. Ele utiliza o ângulo crítico (O ângulo de incidência mínimo onde a reflexão interna total ocorre.). Para reflexão interna total a ocorrer, a luz deve começar no material com o índice mais elevado. Aqui está a fórmula:
Equações para imagens ópticas
Imaging é uma função chave da óptica. equações ópticas específicas pode ajudar a determinar as características básicas de uma imagem e prever onde ele irá formar. Use as seguintes equações óptica para as suas necessidades de imagem:
ampliação lateral: ampliação lateral é uma maneira você pode descrever o quão grande a imagem é comparado com o objeto original. Aqui estão as equações:
Localizando imagens formadas por espelhos: Um objecto colocado a uma certa distância a partir de um espelho irá produzir uma imagem a uma certa distância a partir do espelho. Em alguns casos em que os espelhos são curvas, poderá ser dado o comprimento focal de um espelho. Use essas equações:
Localização de imagens formadas por uma superfície de refracção: Um objecto colocado a uma certa distância a partir de uma superfície de refracção irá produzir uma imagem a uma certa distância a partir da superfície. A equação para esta é
a fórmula do fabricante de lentes: Esta equação permite calcular a distância focal de uma lente se tudo o que sei é que a curvatura das duas superfícies. Aqui está a fórmula do fabricante de lentes:
A equação lente fina: Um objecto colocado a uma certa distância a partir de uma lente irá produzir uma imagem a uma certa distância entre a lente e o lente fina equaçãorefere-se a localização da imagem para o objecto e a distância distância focal. O que se segue é a equação da lente fina:
Equações de polarização óptica
polarização óptica é a orientação dos planos de oscilação dos vectores do campo eléctrico para muitas ondas de luz. polarização óptica é muitas vezes uma consideração importante na construção de muitos sistemas ópticos, de modo que as equações para trabalhar com polarização vir a calhar. As equações a seguir destacar alguns conceitos de polarização importantes. As equações listadas aqui permitem calcular como fazer luz polarizada pela reflexão e para determinar quanta luz passa através de várias polarizadores:
ângulo de polarização ou o ângulo de Brewster: Este ângulo é o ângulo de incidência em que a luz reflectida é linearmente polarizada. Aqui está a equação:
lei Malus ': Esta equação permite calcular a quantidade de luz polarizada passa através de um polarizador linear. A equação para a lei Malus 'é
atraso de fase em um material birefringent: UMA birefringent material tem dois índices de refracção. Quando você envia a luz polarizada em um material birefringent, os dois componentes viajar através do material com velocidades diferentes. Esta discrepância pode resultar em uma mudança no estado de polarização ou simplesmente rodar o estado de polarização. Use esta equação:
Equações interferência óptica
ótico interferência é apenas a interacção de duas ou mais ondas de luz. interferência óptica é útil em muitas aplicações, de modo que você precisa entender algumas equações básicas relacionadas com este fenómeno óptico. As equações a seguir permitem que você calcular várias quantidades relacionadas com a interferência óptica nas duas modalidades de interferência mais comuns.
A localização das franjas brilhantes e escuras no arranjo interferência das duas fendas de Young: As seguintes equações permitem calcular a localização do franjas brilhantes (Onde ocorre a interferência construtiva) e franjas escuras (Onde ocorre interferência destrutiva):
A mudança de fase devido à espessura da película de interferência em película fina: Quando a luz é incidente em frente para uma película fina (tal como uma mancha de óleo na superfície de uma piscina de água), os raios de luz reflectindo a partir do topo e do fundo do filme interferir (quer de forma construtiva ou destrutiva, dependendo da espessura do filme e o comprimento de onda da luz). As seguintes equações determinar a interferência construtiva ou destrutiva, dependendo se o deslocamento de fase produzido pela reflexão precisa de ser deslocado por metade do comprimento de onda (a primeira equação) ou mantidas (o segundo equação):
Equações de difração óptica
difração é a resposta da luz para ter algo mexer com seu caminho, então difração ocorre somente quando algo bloqueia parte da frente de onda. A difração é o fenômeno em que curvas de luz em torno de um obstáculo (esta dobra é não devido à refracção, porque o material não se altera como refração requer). As seguintes equações cobrir as situações mais comuns que envolvem difração, incluindo resolução.
Resolução: Resolução isthe separação angular mínima entre dois objetos de tal forma que você pode dizer que há dois objetos distintos. Aqui está a equação para a determinação de resolução:
A localização das franjas escuras produzidos por difracção por meio de uma única fenda: Uma vez que uma fenda tem uma largura maior do que o comprimento de onda, os raios de luz a partir de diferentes partes da ranhura interferir um com o outro, criando um padrão de franjas. Pode relativamente facilmente localizar os pontos onde a luz interfere destrutivamente usando a seguinte equação:
A localização dos diferentes ordens de difracção a partir de uma rede de difracção: Uma rede de difracção tem um grande número de fendas espaçadas em conjunto, de tal modo que a luz a partir de cada uma destas fendas interfere com a luz a partir dos outros. Você pode muito facilmente identificar onde a luz interfere construtivamente, usando a seguinte equação:
Equações para as características de fibras óticas
Além de imagens, redes de fibra óptica são, provavelmente, a maior aplicação da óptica. As fibras ópticas são muito longas, fibras de vidro finas que transferem informação luz de rolamento de um lugar para outro, mas que podem não estar à vista direta do outro. Você precisa estar ciente de algumas características da fibra especial que você está usando para que você possa garantir a informação é com precisão transmitido a partir de uma extremidade da fibra para o outro. As seguintes equações cobrir três dos parâmetros básicos necessários para uma utilização adequada de fibras ópticas.
O ângulo máximo de aceitação para uma fibra: Este ângulo é o ângulo de incidência maior no qual a luz pode entrar na extremidade da fibra e ser totalmente reflectida internamente no interior da fibra. Ângulos de incidência maiores do que este ângulo irá transmitir através dos lados da fibra e não torná-lo para a outra extremidade. A equação para este ângulo é
A abertura numérica de uma fibra: o abertura numerica É uma medida do poder de recolha de luz da fibra. Ela tem um valor máximo de 1 (toda a luz permanece preso no interior da fibra) e um valor mínimo de 0 (somente a luz incidente a um ângulo de 0 graus na extremidade da fibra permanece preso na fibra). Use esta equação:
dispersão intermodal numa fibra: Esta característica mede a diferença de tempo em que os modos diferentes de fibras necessário para alcançar a extremidade da fibra. Quanto maior esta diferença de tempo, menor a fibra tem que ser para que a informação sobre esta luz não se transforme em lixo. Aqui está a equação:
