mikoskop1

W optyce wyróżniamy wiązki rozbieżne, zbieżne i równolegle. Pierwotne źródła promieniowania dują wiązki rozbieżne, zbieżne zaś i równoległe wiązki — rćźoe pr/yr/ąiiy optyczne, np. zwierciadła, soczewki lub ich układy. W bardzo dobrym przybliżeniu zu równoległe można uważać wiązki pochodzące ze źródeł punktowych tak odległych. jak np. gwiazdy, a także wiązki emitowane przez generatory kurantowe — lasery.

jcano z podstawowych praw optyki geometrycznej dotyczy odwracahiości biegu promieni. Głosi ono, że promienie biegną po tych samych liniach niezależnie od zwrotu, w jakim światło się rozchodzi.

Odbicia > załamanie ś\>intła. Odbiciu ulega tylko część energii .świetlnej niesionej przez wiązkę padającą im granicy dwóch .środowisk. Stosunek wartości energii świetlnej odbitej do wartości energii padającej na daną powierzchnię nazywamy współ-czynnikiem odbicia o. Współczynnik odbicia powierzchni wypolerowanego srebra wynosi >2 ~ 95%, platyny q js 60%. Współczynnik q zależy również, od barwy światła (odbicie selektywne), jak i od kąta padania promieni. Na przykład dla kąta padania a- 0, współczynnik odbicia o szkła wynosi około 4%, natomiast dla a ■-> SU', o * 40%.

Zjawisko odbicia znalazło zastosowanie w zwierciadłach: płaskich, wklęsłych i wypukłych. W astronomii używa się zwierciadeł parabolicznych. Które wiązki

Hyc yo. Do prawa załamania światła.

promieni równoległe do osi zbierają dokładnie w* ognisku. Zwierciadło największego istniejącego teleskopu ma 5 m średnicy.

W opisie zjawiska załamania promieni świetlnych zasadniczą rolę odgrywa współczynnik załamania światła

v>

(5 -I)

*1.2 =

sina

sin/?

gdzie u, i v₂ oznaczają prędkość światła w odpowiednich środowiskach (ryc. 263).

Symbol n,_%. oznacza tak zwany względny współczynnik załamania środowiska drugiego względem pierwszego. Gdy środowiskiem pierwszym jest próżnia, wted.

6, c

stosunek = ~ nazywamy bezwzględnym współczynnikiem załamania danego

ośrodka. Ponieważ prędkość światła w powietrzu niewiele różni się od prędkości światła w próżni c, więc i różnice między współczynnikiem załamania światła w od-uiedeniu do powietrza a współczynnikiem bezwzględnym są bardzo małe i można je

zaniedbać.

Między współczynnikami bezwzględnymi u, i n. oraz współczynnikiem względnym Ki,; istnieje następujący związek

(5.2)

_n    — ^L’> _ ^c . ^Ł‘    ⁿ2

^ł* «2    «1

Wspók/yimik załamania n zależy od długości fali świetlnej i od temperatury.

vV tabeli 33 przytoczono kilka wartości bezwzględnych wspL4ez> uników zabrania światła dla linii żółtej sodu 5S9,0/589,6 am i temperatury 293 K.

Wielkością charakteryzującą zjawiska załamania, niezależną od /mian toir.|vn.iuj> i od zmiany stanu skupienia danej substancji, je.>t refrakcja molo-,u;. Jej związek ze współczynnikiem załamania światła ma posiać

(5.3)

0 (n²-5 2)

edzic M jest masą cząsteczkową substancji, o - • jej gę:;! ością. W.irfośd refrakcji molowej dla wody i pary wodnej wynoszą odpowiednio 3,75 i 3,85. mimo że współczynnik załamania dla wody n - 1.33, dla pary wodnej n k I.

Jeżeli światło padające na granicę dwóch środowisk, np. na pryzmat, nic jest jednobarwne, lecz 2łożone. np białe, to wskutek zależności n od barwy światła a właściwie jego prędkości w danym środowisku, fale o różnej długości odchylają się od pierwotnego kierunku o inny kąt, wskutek tego zachodzi rozszczepienie światła na widmo, czyli zjawisko dyspersji. Dla substancji przezroczystych w części widzialnej widma współczynnik załamania światła n wzrasta, gdy długość fali A maicie. Zależność tę można przedstawić w postaci funkcji // — f (A). W ielkość dyspersji w różnych odcinkach widma charakteryzujemy zmianą współczynnika załamania Am, która

Tabela 33

Wartości bezwzględnych współczynników załamania światła

Substancja	« 273 K, ; ż 559.3 nm	Substancja	n 273 K, A -• 559,3 nm
Próżnia (ex dej.)	1 .	Balsam kanadyjski	1,54
Powietrze (100 kN/m^ł)	1,C002 i Sól kamienna		1,544
Wodór ciekiy (20 K)	1,12	Szkło (różne gatunki)	1,46-1/1?.
Lód (273 KI	i 1,31	Diament	2,42
Woda	1,333	Rutyl (TiOz) — promień
Olejek cedrowy	1.505	zwyczajny Cynober (HgS) — promień	2,91
	I	nadzwyczajny	3.25

przypada nu określony przedział długości fal: A, A-l- AA. Współczynnik załamania pewnego gatunku ciężkiego szkła ołowiowego (flintu) dla światła czerwonego o długości fali A = 656,3 run wynosi n_t — 1,747, natomiast dla światki fioletowego, którego długość fali A = 404,7 nm, współczynnik załamania n₂ ma wartość 1,$06. Powiadamy, że w tym przedziale długości fal dyspersja szkła ołowiowego równa się    = 0,059- Różne gatunki szkła w tym samym przedziale AA mają różne

wartości dyspersji i różne współczynniki załamania. Z tych właściwości szkła korzystamy w produkcji precyzyjnych przyrządów optycznych.

Gdy promień świetlny biegnie w środowisku o wspóirzynnikii załamania mu-jnnw w sposób ciągły (patrz ryc. i¹5), następuje wówczas znk r/> wionie p> < nuicnia. Zjawir.l-: •>