velikol.ru
1

Геометрическая оптикараздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах без учёта его волновых свойств.

Краеугольным приближением геометрической оптики является понятие светового луча. В этом определении подразумевается, что направление потока лучистой энергии (ход светового луча) не зависит от поперечных размеров пучка света.

В силу того, что свет представляет собой волновое явление, имеет место интерференция, в результате которой ограниченный пучок света распространяется не в каком-то одном направлении, а имеет конечное угловое распределение т.е имеет место дифракция. Однако в тех случаях, когда характерные поперечные размеры пучков света достаточно велики по сравнению с длиной волны, можно пренебречь расходимостью пучка света и считать, что он распространяется в одном единственном направлении: вдоль светового луча.

Кроме отсутствия волновых эффектов, в геометрической оптике пренебрегают также квантовыми эффектами. Как правило, скорость распространения света считается бесконечной (вследствие чего динамическая физическая задача превращается в геометрическую), однако учёт конечной скорости света в рамках геометрической оптики (например, в астрофизических приложениях) не представляет трудности. Кроме того, как правило, не рассматриваются эффекты, связанные с откликом среды на прохождение лучей света. Эффекты такого рода, даже формально лежащие в рамках геометрической оптики, относят к нелинейной оптике. В случае, когда интенсивность светового пучка, распространяющегося в данной среде, достаточно мала для того, чтобы можно было пренебречь нелинейными эффектами, геометрическая оптика базируется на общем для всех разделов оптики фундаментальном законе о независимом распространении лучей. Согласно нему лучи при встрече с другими лучами продолжает распространяться в том же направлении, не изменив амплитуды, частоты, фазы и плоскости поляризации электрического вектора световой волны. В этом смысле лучи света не влияют друг на друга и распространяются независимо. Результирующая картина распределения интенсивности поля излучения во времени и пространстве при взаимодействии лучей может быть объяснена явлением интерференции.

Не учитывает геометрическая оптика также и поперечного характера световой волны. Вследствие этого в геометрической оптике не рассматривается поляризация света и связанные с ней эффекты.

^ Это поможет вам при сдаче ЕГЭ по физике

  • Первый закон отражения

Первый закон отражения:

лучи, падающий и отраженный, лежат в одной плоскости с перпендикуляром к отражающей поверхности, восстановленным в точке падения луча.

  • ^ Второй закон отражения

Второй закон отражения: угол падения равен углу отражения (смотрите рисунок). α — угол падения, β — угол отражения.



  • ^ Первый закон преломления

Первый закон преломления:

падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр, восстановленный в точке падения к границе раздела, лежат в одной плоскости (смотрите рисунок).



  • ^ Второй закон преломления

Второй закон преломления:

отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред и называемая относительным показателем преломления второй среды относительно первой.



Относительный показатель преломления показывает, во сколько раз скорость света в первой среде отличается от скорости света во второй среде:



  • Полное отражение


Полное отражение.

Если свет переходит из оптически более плотной среды в оптически менее плотную, то при выполнении условия α > α0, где α0 — предельный угол полного отражения, свет вообще не выйдет во вторую среду.Он полностью отразится от границы раздела и останется в первой среде. При этом закон отражения света дает следующее соотношение: