Шпаргалка по оптике

1. Основные понятия

• Свет – электромагнитная волна (видимый диапазон: ~400–700 нм).
• Луч – линия, вдоль которой распространяется свет.
• Оптическая среда – прозрачное вещество, в котором распространяется свет (воздух, вода, стекло).

2. Законы геометрической оптики

• Закон прямолинейного распространения света:
  В однородной среде свет распространяется прямолинейно.
• Закон отражения:
  - Угол падения = углу отражения: α = β
  - Лучи падающий, отражённый и нормаль лежат в одной плоскости.
• Закон преломления (Снеллиуса):
  n₁ · sin α = n₂ · sin γ
  n₁, n₂ – показатели преломления сред, α – угол падения, γ – угол преломления.

3. Показатель преломления

• n = c/v
  c – скорость света в вакууме (~3·10⁸ м/с), v – скорость света в среде.
• Если n₁ > n₂, возможен эффект полного внутреннего отражения при α > α_кр.

4. Линзы

• Собирающая (выпуклая) – фокус действительный.
• Рассеивающая (вогнутая) – фокус мнимый.
• Формула тонкой линзы:
  1/F = 1/d + 1/f
  F – фокусное расстояние, d – расстояние до предмета, f – расстояние до изображения.
• Увеличение линзы:
  Γ = H/h = f/d

5. Оптические приборы

• Фотоаппарат – действительное, перевёрнутое, уменьшенное изображение.
• Глаз – хрусталик как линза, сетчатка – экран.
• Очки – коррекция близорукости (рассеивающие) и дальнозоркости (собирающие).

6. Волновая оптика

• Интерференция – усиление/ослабление волн при наложении.
• Дифракция – огибание препятствий (например, дифракционная решётка).
• Дисперсия – разложение света в спектр (радуга).

7. Цвета

• Основные: красный, зелёный, синий (RGB).
• Дополнительные: жёлтый, голубой, пурпурный.

8. Важные формулы

• Угол полного внутреннего отражения:
  sin α_кр = n₂/n₁
• Условие максимума интерференции:
  Δ = mλ
  Δ – разность хода, m – порядок максимума.

Примеры решения задач по оптике

В школьной программе по оптике рассматриваются базовые задачи на законы отражения, преломления света, построение изображений в линзах и зеркалах. Приведу несколько примеров с решениями.