Физическая оптика

К волновой, или физической, оптике относятся явления поляризации света, дифракции, дисперсии и интерференции.

Поляризацией света принято называть преобладание в световых лучах волн света с конкретным направлением колебаний. Обычно свет, излучаемый различными источниками (пламенем свечи, электролампой, вспышкой молнии, солнцем и т.д.) не поляризован — колебания световых волн происходят во всех направлениях без какого-либо преобладания. При прохождении через некоторые прозрачные тела или при отражении света от поверхностей неметаллических предметов характер движения световых волн изменяется: в лучах света начинают доминировать волны, ориентированные в какой-либо одной плоскости, — свет становится поляризованным. Полная поляризация света, т.е. наличие световых колебаний только в одной плоскости, достигается в очень редких случаях. Чаще всего свет поляризован не полностью, тем не менее явление поляризации света широко используется в фотографии, когда для устранения мешающих бликов или для ослабления яркости изображения на объектив фотоаппарата надевают поляризационный светофильтр, пропускающий в основном лучи с определенным направлением колебаний.

Дифракция света как оптическое явление заключается в нарушении прямолинейного распространения световых лучей при их прохождении через узкие щели или отверстия малого диаметра. С дифракцией в фотографии мы чаще всего сталкиваемся при сильном диафрагмировании объектива, когда изображение светящейся точки расплывается, превращается, превращаясь в кружок с размытыми очертаниями. Именно по этой причине сильное диафрагмирование объектива приводит к уменьшению резкости создаваемого им оптического изображения.

Дисперсия света хорошо известна всем людям в виде природного явления — радуги, возникающей на небе после дождя. Это же явление легко наблюдать, если пропустить узкий пучок световых лучей через трехгранную призму, поместив сзади нее белый экран. На экране можно будет увидеть световую полоску, но уже не белую, а цветную, состоящую из постепенно преходящих один в другой цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового. Эта цветная полоса называется спектром белого света, а само явление — дисперсией.

Причина дисперсии — волновой характер света: проходя через границу раздела двух сред (например, из воздуха в стекло и из стекла в воздух), волны разной длины преломляются неодинаково: чем короче длина волны, тем сильнее преломление, т.е. отклонение от прежнего направления. Таким образом, меньше всего отклоняются самые длинноволновые лучи, красные, а сильнее всего — самые коротковолновые, фиолетовые.

На принципе интерференции света, т.е. способности волн при взаимном наложении  и при равенстве (или близости) частот колебаний в зависимости от фазовых соотношений складываться или вычитаться, основано действие просветляющих пленок, наносимых на поверхность линз. Наиболее ярко явление интерференции световых волн видно на голограммах, возникающих при воздействии на светочувствительную эмульсию двух когерентных (равных по частоте) пучков световых волн.

fotoshema2