Физика

Геометрическая оптика

Отражение, преломление, линзы, зеркала и оптическая сила.

13 формул

Формулы темы

Формула тонкой линзы: расстояния и знаки

Формула тонкой линзы связывает положение предмета и изображения с фокусным расстоянием. Знак расстояния до изображения позволяет отличить действительное изображение от мнимого.

$\frac{1}{F}=\frac{1}{d}+\frac{1}{f}$

Оптическая сила линзы и фокусное расстояние

Оптическая сила равна величине, обратной фокусному расстоянию в метрах. Она измеряется в диоптриях и имеет положительный знак у собирающей линзы, отрицательный — у рассеивающей.

$D=\frac{1}{F}$

Показатель преломления среды

Абсолютный показатель преломления n=c/v показывает отношение скорости света в вакууме к фазовой скорости света в среде при заданной частоте или длине волны.

$n=\frac{c}{v}$

Давление света

Давление света описывает давление излучения на полностью поглощающую поверхность. Формула нужна, чтобы быстро перейти от физических данных к расчету и проверить порядок величины в задачах по оптике и электродинамике.

$p=\frac{I}{c}$

Закон Бугера - Ламберта - Бера

Закон Бугера - Ламберта - Бера описывает экспоненциальное ослабление света в однородном веществе. Формула нужна, чтобы быстро перейти от физических данных к расчету и проверить порядок величины в задачах по оптике поглощающих сред.

$I=I_0 e^{-\alpha x}$

Закон Малюса

Закон Малюса описывает интенсивность линейно поляризованного света после анализатора. Формула нужна, чтобы быстро перейти от физических данных к расчету и проверить порядок величины в задачах по волновой оптике.

$I=I_0\cos^2\varphi$

Видимый свет: длина волны, диапазон и частота

Видимый свет — часть электромагнитного спектра, воспринимаемая человеческим глазом. Для учебных оценок здесь принят приблизительный диапазон длин волн в вакууме от 380 до 760 нм.

$380\,\text{нм}\lesssim\lambda_0\lesssim760\,\text{нм}$

Импульс фотона

Импульс фотона описывает импульс кванта света через длину волны или энергию. Формула нужна, чтобы быстро перейти от физических данных к расчету и проверить порядок величины в задачах по квантовой оптике.

$p=\frac{h}{\lambda}=\frac{E}{c}$

Линейное увеличение: размер изображения линзы

Линейное увеличение сравнивает высоту изображения с высотой предмета. Здесь используются положительные размеры: увеличение равно модулю расстояния до изображения, деленному на расстояние до предмета.

$\Gamma=\frac{H}{h}=\frac{|f|}{d}$

Расстояние до изображения по формуле тонкой линзы

Формула тонкой линзы позволяет найти расстояние до изображения по фокусному расстоянию и расстоянию до предмета. Знаки расстояний выбирают по принятому правилу для действительных и мнимых изображений.

$\frac1F=\frac1{d_o}+\frac1{d_i}$

Оптическая сила линзы в диоптриях

Оптическая сила линзы равна единице, деленной на фокусное расстояние в метрах. Результат выражают в диоптриях: для собирающей линзы он положителен, для рассеивающей — отрицателен.

$D=\frac1F$

Максимумы дифракционной решетки

Максимумы дифракционной решетки: формула d\sin\varphi=m\lambda помогает величины d, phi, m, lambda заданы для одной и той же ситуации, периода или объекта. В тексте есть условия, пример, ошибки и проверка результата.

$d\sin\varphi=m\lambda$

Закон Брэгга для дифракции на кристалле

Закон Брэгга задает условие конструктивной интерференции волн, отраженных от соседних кристаллических плоскостей. Он связывает межплоскостное расстояние, угол скольжения, порядок максимума и длину волны.

$2d\sin\theta=n\lambda$