Лекция 14. Геометрическая оптика

Полное внутреннее отражение

Рис. 13.7. При падении луча на границу раздела со стороны оптически более плотной среды существует критический угол падения (б), при котором преломленный луч исчезает, так как угол преломления становится больше 90°. В случае большего угла падения возникает явление полного внутреннего отражения – преломленный луч отсутствует (в).

n sin q₁ = n¢ sinq₂.

q₁^кр = arcsin(n₂/n₁) (13.8)

Цель и содержание геометрической оптики – методы расчета оптических систем. Геометрическая оптика - частный случай волновой оптики. Появление геометрической оптики обусловлено необходимостью создания разнообразных оптических приборов. Разработка совершенных оптических приборов, содержащих обычно ряд оптических элементов, может быть основана только на точном расчете. Задача геометрической оптики - разработка технологий изготовления и математических методов расчета оптических систем. Поэтому этот раздел физической оптики называют также оптотехникой.

Основные понятия, которыми оперируют в геометрической оптике:

- светящаяся точка,

- световой луч,

- гомоцентрический световой пучок – пучок, световые лучи которого имеют общую точку пересечения.

Светящаяся точка и луч соответствуют математическим понятиям точка и линия. Поэтому геометрическая оптика – приближенная теория, в котором длину волны света считают бесконечно малой по сравнению с размерами оптического устройства и поперечными размерами светового пучка. Точная теория оптических систем, которая учитывает явления дифракции и интерференции света, оказывается слишком громоздкой и практически не применимой для создания оптических приборов.

Основные принципы и законы геометрической оптики:

1. Принцип прямолинейного распространения светового луча.

2. Принцип независимости распространения световых пучков.

3. Закон отражения света.

4. Закон преломления света.

Указанные законы и принципы, очевидно, имеют ограниченное применения. Они справедливы:

- в однородной среде;

- в случаях, когда можно пренебрегать явлениями дифракции света;

- в линейном приближении, когда свойства среды не зависят от интенсивности света.

Дата добавления: 2014-01-13