A. 幾何光學的三大定律
拋開光的波動性質,僅以光的直線傳播性質為基礎,研究光在透明介質中的傳播問題的光學稱為幾何光學。幾何光學的三大定律為:①光的直線傳播定律;②光的反射定律;③光的折射定律。它們是各種光學儀器設計的理論基礎,也是研究晶體光學重要的理論基礎。
一、光的直線傳播定律
光在同一介質中是直線傳播的,稱為光的直線傳播定律。例如:陽光照進屋裡,夜間手電筒的亮光,其傳播路線都是直的。這些現象說明,光在空氣里是直線傳播的(像空氣這樣能夠傳播光的物質稱光的介質),實驗表明,光在水、玻璃介質中也是直線傳播的。
光在真空中(或空氣中)光速為3.0×108 m/s,光在水中的速度約為真空中的3/4,而光在玻璃中的速度比在水中小,這表明光在不同介質中的傳播速度是不同的。
光在其中傳播速度比較快的介質稱為光疏介質,傳播速度比較慢的介質稱為光密介質。光疏、光密是相對的,例如,水相對空氣來說為光密介質,而水相對玻璃或晶體則為光疏介質。一般空氣為低密度、低折射率、高光速的,而礦物則為高密度、高折射率、低光速的。
二、光的反射及反射定律
1.反射(Reflection)的概念
光從一種介質射入另一種介質時,在光滑界面上,如果部分光仍回到原介質中,這種現象稱為光的反射。其光路是可逆的。
2.反射定律
光的反射遵循反射定律(圖1-8A),即①反射光線位於入射光線和界面的法線所決定的平面內;②反射線和入射線分別在法線的兩側;③反射角θ等於入射角i。
三、光的折射及折射定律
1.折射(Refraction)的概念
光線從一種介質進入到另一種介質,在界面處傳播的方向會發生改變,即入射光線和折射光線不在一條直線上,這種現象稱為光的折射。例如:筷子放在盛水的杯子中,看起來筷子不是直的,而是折斷的。
光學上將兩種介質分界面的垂線稱法線,入射光線與法線的夾角稱入射角,以i表示;折射光線與法線的夾角稱折射角,以r表示。當光發生折射時,入射角i與折射角r不相等(圖1-8B、C、D)。
圖1-8 光的反射、全反射及折射現象
2.折射定律
光的折射遵循折射定律,即①折射線在入射線與法線所決定的平面內;②折射線和入射線分別在法線的兩側;③兩介質一定時,入射角i的正弦與折射角r的正弦之比為一常數N,N稱為折射介質2對入射介質1的相對折射率,即。
四、折射率
1.折射率(Refractive index)的概念
光在兩種不同介質中速度的比值叫做相對折射率。
光波在真空中的傳播速度(c)和光波在折射介質中的傳播速度(Vr)的比值稱絕對折射率,簡稱折射率。一般用N表示。
折射率也可以用入射角和折射角的正弦之比來確定,設光線從空氣射向介質(礦物晶體)的入射角為i,在介質內的折射角為r,則介質的折射率。
光在真空中的傳播速度最大,c=3×108 m/s,即每秒30萬千米,真空折射率為1。由於光在空氣中的傳播速度與光在真空中傳播速度幾乎相等,故通常可將空氣的折射率視為1(嚴格地說,空氣的折射率應為1.00029)。而光在其他各種液體和固體介質中的傳播速度總小於真空中的傳播速度,故晶體的折射率總大於1。
實驗證明,折射率反映了光在介質中的傳播速度,傳播速度越大(越快),折射率越小;反之,傳播速度越小(越慢),折射率越大。例如,寶石的折射率就是光在空氣中的傳播速度與在寶石中的傳播速度的比值。已知光在空氣中的傳播速度為3.0×105 km/s;而在鑽石中的傳播速度為123967 km/s,在水晶中的傳播速度為193548 km/s,在尖晶石中的傳播速度為174419 km/s,那麼,鑽石、水晶、尖晶石的折射率分別為:
晶體光學與造岩礦物
對於某一寶石礦物來說,其折射率是一個固定的常數,而不同的寶石礦物的折射率不同,根據實驗測定的幾種物質的折射率列於表1-1。由於寶石礦物折射率的大小反映了它的化學成分與晶體結構,所以折射率對寶石礦物的鑒定具有重要的意義。
表1-1 實驗測定幾種物質的折射率
造岩礦物、寶石礦物折射率的大小與其化學成分、晶體結構密切相關,如硅酸鹽礦物的折射率隨化學成分Ca、Ti、Cr、Fe、Mn含量的增多而增大;而隨晶體結構的緊密程度降低、光的傳播速度增大而減小。由島狀的橄欖石→單鏈輝石→雙鏈的角閃石→層狀的雲母→架狀的長石,其折射率是逐漸降低的。所以折射率對造岩礦物、寶石礦物的鑒定是具有重大意義的。同種礦物由於不同方向的內部結構差異,其各方向的光學性質也不一樣。
大多數透明礦物的折射率介於1.3~2.4之間,在岩石薄片中,礦物折射率相對大小,可以通過糙面、突起、貝克線及洛多奇尼夫色散效應等現象的觀察進行判斷。另外均質體與非均質體、一軸晶與二軸晶、光性正負、雙折射率、光軸角等光學常數的測定都與折射率值有關。均質礦物只有一個折射率N,非均質礦物的折射率隨方向變化而不同,一軸晶礦物有兩個主折射率Ne和No。二軸晶礦物有三個主折射率Ng、Nm和Np。一般所說的折射率是指對黃光波長的折射率,也可近似看作相當於白光平均波長的折射率。從以上可知折射率大小與化學成分、晶體結構、傳播速度及波長等四個因素都密切相關。
2.折射率與臨界角的關系
臨界角:當光從光密介質射入光疏介質時,折射角等於90°時對應的入射角稱為臨界角。
全反射:必須具備兩個條件:①當光從光密介質射入光疏介質時,②當入射角大於臨界角時,就會發生全反射,即入射光全部返回光密介質(圖1-8D)。
從折射率的定義可知,光在介質中的傳播速度越大(越快),折射率越小,臨界角越大;反之,傳播速度越小(越慢),折射率越大,臨界角越小(圖1-9)。
圖1-9 寶石折射率(N)與臨界角(φ)的關系圖解
3.臨界角的計算方法
根據折射定律(N1sini=N2sinr),當入射角為臨界角(φ),其折射角必為90°,而sin90 °=1,因此N1sinφ=N2sin90 °,故。只要知道某礦物的折射率便可求出臨界角。例如:鑽石sinφ=1/2.42=0.41,則φ=24 °20′;水晶sinφ=1/1.55=0.65,則φ=40 °50′。如寶石鑒定用的折射儀就是建立在全內反射原理的基礎上的。
鑽石折射率大,臨界角小,全反射范圍寬,光容易產生全反射,反射量大,所以鑽石打磨後可顯示出極強的金剛光澤;而水晶折射率小,臨界角較大,全反射范圍窄,打磨後它的火彩與光澤就不如鑽石。由於折射率對寶石來說是一個常數,因而臨界角也是一個常數,它是無法改變的,唯一能改變的是光線從寶石內進入空氣前的入射角。
如果我們已經知道了寶石的臨界角,按照一定角度切割成小面型的寶石,這一特定角度能使從寶石頂部入射的光線經底部小面的一系列反射,再從頂部穿透出。因為小面型寶石的切磨角度是按照臨界角的要求設計的,所以,大部分光線在寶石內部作全反射後又從頂部射出(圖1-10),這樣就增加了寶石的明亮程度,這種效應叫做亮度。一粒切磨得好的鑽石之所以具有很強的亮度,就是採用了合適的切磨角度,使進入寶石的大部分光線經全內反射後射到觀察者的眼裡。如果小面的角度切磨得不對,則進入寶石內部的光線因入射角小於臨界角而不能發生全內反射,這樣,光線將從底部穿透出去,這種現象叫做漏光。圖1-11表示了漏光現象的兩種情況,即切磨角度太大或太小、下部太深或太淺都會出現漏光。
圖1-10 光在寶石中的全內反射
圖1-11 切磨角度的大小對全反射的影響
牛頓(Isaac Newton,1642~1727)是闡明白光由7種不同顏色組成的第一位科學家。這7種顏色大致相應的波長范圍(據Bloss,1961)如下(它可作分光鏡鑒定寶石的波長范圍):
晶體光學與造岩礦物
牛頓將一束白光通過三棱鏡後,白光便會分解成它的組成波長的7種色光,從而出現光譜色(彩虹就是太陽光經過雨滴色散後形成的色譜),他也反證了這種效應,把7種光譜色按等量塗在圓盤上,當快速轉動這個圓盤時,這7種顏色重新匯合成白光。
圖1-12 白光經過一個稜柱體發生色散
圖1-13 寶石色散
白光分解成七色光稱色散,也稱火彩(圖1-12,圖1-13)。波長較長的紅光的折射率較小,波長較短的紫光的折射率較大。色散率是根據特定波長的紫光(430.8nm)與特定波長的紅光(686.7 nm)的折射率差值來表示的。寶石的色散常稱為寶石的「火」,例如:鑽石的色散就是利用上述方法計算出來的,D=N鑽石紫-N鑽石紅=2.451-2.407=0.044。鑽石的色散率比所有天然無色寶石都高,在光的照射下,發出七色虹彩的閃光,使色散產生的色光增加了其內在的美,使之顯得華貴而高雅。
另外,臨界角對寶石設計師與寶石工匠是很重要的,他們常利用臨界角的知識決定採用何種比例和角度來加工一粒小面型寶石,才能使之產生理想的效果。當光線正好以臨界角離開寶石時,它的色散最強,這樣佩戴在手上的寶石,當手在晃動時,入射光的方向也隨之改變,便能顯示出珠光寶氣、光彩奪目。又如亮度,從頂部入射光線,在寶石內部作全內反射從頂部射出,這樣增加了寶石的明亮程度。
一些常見寶石礦物的臨界角列於表1-2。
表1-2 寶石的折射率及臨界角
B. 哪裡有中國在海外(香港、美國等)上市公司名錄怎樣區分股票的上市地點
中國上海股票代碼前兩位是60
深圳股票代碼前兩位是00
中國在海外 香港http://finance.sina.com.cn/stock/hkstock/index.shtml
中國在海外 美國http://tech.sina.com.cn/nasdaq/index.shtml
C. 什麼牌子的望遠鏡好
Fujifilm、Nikon、Panda、美國博士能和Canon牌子的望遠鏡好。這些牌子的望遠鏡性價比比較高。不僅價格比較便宜,而且觀感、使用感較好。這些品牌的主要介紹:
1、富士能(Fujifilm)
富士能是一款美軍現役望遠鏡品牌,獨有的EBC鍍膜技術具有很高的解像力,邊緣也可獲得無失真、無色邊,透亮和銳利的圖像。
另外LB150系列大雙筒望遠鏡享譽全球,是世界上第一個發現百武彗星的望遠鏡,夜間光線匯集能力尤為出色,眾多天文學家將LB150用於彗星的追蹤;KF系列以專業級評定標准為基礎,可以滿足從入門到高級專業用戶的不同需求。
選購要點:
1、看倍數
一般來說,手持雙筒望遠鏡7-10倍就可以了,倍數太高會帶來很多問題(成像抖動大、視野小、亮度低等)。
如果可以上三腳架,倍數可以高一點,單筒可以做到20-70倍,雙筒可以做到20-30倍。注意倍數必須和口徑搭配,單純提高倍數不提高口徑那成像效果是很差的。
2、看口徑
望遠鏡的口徑越大,往往觀測效果也越好,但是價格也越貴體積越大重量越重,口徑小觀測效果也差點,但是體積小重量輕攜帶方便。一般手持選20-50毫米口徑的雙筒,如果上三腳架,口徑可以選50-100毫米。
D. 伯恩光學附近還有什麼廠
高雅國際,富創力電器,柏怡電子,東泰模具等。
E. 深圳橫崗六約高雅光學眼鏡廠待遇好嗎
如果是普通工人,他們全部按勞動法算工資,還不錯。祝你好運!
F. 中山大學光學研究生就業怎樣
你這個問題恐怕得這兩個專業的畢業生才能回答你。
我所知道的中山大學的凝聚態物理為國家重點學科,光學工程為國家重點培育學科,所以中山大學在這方面的實力是很強的。就業中山畢業的研究生在珠三角最好就業,能達到95%左右,其它地方出了北方相對差點就就業率都超過了80%。工資的話研究生出來一般是5000及以上每個月,不過這是一個平均數,有的更高,有的低一些。
其實就業和工資不能只看學校,學校只能在最大范圍里為你提供一個好的學習環境,最後學得好不好還得看你的努力程度,如果學得好,出來不怕找不到好工作,學得差,名牌大學畢業一樣沒著落……
G. 光學原理的應用
光學原理的巧妙應用,濟南廣發科技如何技術再造
德州新聞網
2018年03月28日 · 德州新聞網官方賬號
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二、贏利模式或運作模式
1、可與裝修公司、婚紗影樓、攝影機構合作,大城市的客戶可以加上旅遊公司、廣告公司。
因為這些機構一般都不具備生產能力,而他們的客戶群體需求量還非常大,同時也苦求找不到新的產品。我們可以按照利潤分成的方式合作,產品非常具有競爭力,效果多元化,即可個性定製又可批量生產。
2、根據地域不同,可與當地鎮、縣、市所有做推拉移門、櫥櫃門、開玻璃店的廠家搞聯營合作批發,因為我們產品效果具有較大優勢,可以低價批發、也可利潤分成,與人合作需要讓其有利可圖。
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