Геометрична оптика
Основні закони геометричної оптики. Геометрична оптика це розділ оптики, в якому вивчаються закони поширення світла в прозорих середовищах і побудова зображень в оптичних системах на основі уявлень про світлові променях. Під світловим променем розуміють лінію, вздовж якої поширюється потік світлової енергії. Світловий промінь є абстрактним математичним поняттям, а не фізичним чином. На практиці зазвичай використовують оптичні пучки з шириною значно більшої довжини хвилі і кутовим розширенням пучків, пов'язаним з явищем дифракції світла на оптичних неоднорідностях, нехтують. Це допустимо, якщо довжина світлової хвилі ?? 0. Тому наближення геометричної оптики можна визначити як граничний випадок хвильової оптики при ?? 0.
Принцип прямолінійного поширення світла: світло в оптично однорідному середовищі поширюється прямолінійно. У неоднорідному середовищі, показник заломлення якої є функцією координат, промінь викривляється. У цьому випадку справжня траєкторія променя може бути знайдена на основі принципу Ферма : дійсним шляхом поширення світла є шлях, для проходження якого світла потрібно мінімальний час в порівнянні з іншими можливими шляхами між тими ж точками.
Згідно принципом незалежності поширення світлових променів промінь світла при зустрічі з іншими променями продовжує поширюватися в тому ж напрямку, не змінюючи амплітуди, частоти, фази і площини поляризації електричного вектора світлової хвилі. Ефект, вироблений окремим пучком, не залежить від того, чи діють одночасно інші пучки або вони усунені. Розбиваючи світловий пучок на окремі світлові пучки, можна показати, що дія виділених світлових пучків незалежно. Цей закон справедливий лише при не надто великих інтенсивностях світла, коли не грають суттєвої ролі ефекти, пов'язані з відгуком середовища на поширення світлового променя. При інтенсивностях, що досягаються за допомогою лазерів, незалежність світлових променів перестає дотримуватися.
Якщо світловий промінь падає на межу розділу двох прозорих середовищ, то в точці падіння він розділяється на два промені - відбитий і заломлений, напрямки яких задаються законами відбиття і заломлення світла.
Закон відбиття світла: відбитий від межі розділу двох середовищ промінь лежить в одній площині з падаючим променем і перпендикуляром, проведеним до межі розділу в точці падіння; кут відбиття дорівнює куту падіння.
Зак...
