Дисциплина: Решение физических задач на компьютере Лекция ОБЩИЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ НА ЭВМ ГОУ ВПО «РГПУ им. А. И. Герцена» факультет физики кафедра физической электроники : Лужков Александр Альбертович кандидат физ. -мат. наук, доцент
Разработка алгоритма решения задач о распространении световых лучей в средах с переменным показателем преломления в рамках приближения геометрической оптики. два основных типа задач: 1 показатель преломления является непрерывной функцией от координат и градиент показателя существует в каждой точке. 2 кусочно-неоднородные среды, состоящие из подпространств, разделенных границами, при переходе через которые, показатель преломления меняется скачком. кафедра физической электроники www. themegallery. com
Физические примеры 1 прохождение света в атмосфере при формировании миража; 2 распространение световых лучей в волноводах; 3 распространение света через уединенные оптические элементы. Данная методическая разработка ориентирована на использование в рамках спецкурсов по компьютерному моделированию и решению физических задач на ЭВМ. кафедра физической электроники www. themegallery. com
«ОБЩИЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ НА ЭВМ» Уравнение траектории светового луча n = n(x, y, z) – показатель преломления оптически неоднородной среды, [ x(t), y(t), z(t) ] – уравнение траектории, t – длина кривой, отсчитанной от начала, – единичный вектор касательной кафедра физической электроники www. themegallery. com
«ОБЩИЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ НА ЭВМ» Мираж Верхний мираж (ход лучей). Вид верхнего миража определяется не только состоянием атмосферы, но и ландшафтом местности. Иногда лучи перекрещиваются и в небе возникает перевернутое изображение удаленного предмета. кафедра физической электроники www. themegallery. com
«ОБЩИЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ НА ЭВМ» Мираж «Каково расстояние от наблюдателя до оазиса в пустыне, если путник видит в небе мираж под углом 10° к горизонту, а показатель преломления из-за сильного охлаждения поверхности пустыни за ночь убывает с высотой z по закону n = n 0 – g·z, где n = 1. 0004, g = 2· 10 -5 м? » кафедра физической электроники www. themegallery. com
«ОБЩИЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ НА ЭВМ» Мираж α = 5, 3° x=0 y = 60 кафедра физической электроники www. themegallery. com
«ОБЩИЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ НА ЭВМ» Световод кафедра физической электроники www. themegallery. com
«ОБЩИЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ НА ЭВМ» Кусочно-неоднородные среды Алгоритм переходного слоя кафедра физической электроники www. themegallery. com
«ОБЩИЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ НА ЭВМ» Прямая оптико-механическая аналогия кафедра физической электроники www. themegallery. com
«ОБЩИЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ НА ЭВМ» Примеры применения Прохождение параллельного светового пучка в системе из нескольких стеклянных шаров с центрами, лежащими в одной плоскости. Построения изображения от параллельного светового пучка и от предмета в толстой линзе. кафедра физической электроники www. themegallery. com
Скачать презентацию Дисциплина Решение физических задач на компьютере Лекция ОБЩИЙ
лекция 2.ppt