Законы геометрической оптики

1. Закон прямолинейного распространения света:

«В однородной среде свет распространяется прямолинейно»

Действительно, в однородной среде кратчайшее расстояние между двумя точками – прямая линия. При l ~ размеров отверстий наблюдаются отклонения от этого закона.

2.Закон обратимости лучей:

«Оптический путь, который минимален при распределении света из т.1 в т.2. окажется минимальным и при обратном распространении»

(Луч, пущенный навстречу, пройдет тот же путь)

3. Закон независимости световых лучей

«Лучи при пересечении не возмущают друг друга или распространяются независимо друг от друга» (При больших интенсивностях (в лазерных пучках) этот закон нарушается)

4. Закон отражения.

Пусть луч попадает из т. А в т. В, отразившись от поверхности MN. Построив изображение точки А – т. А`, получим, что распространению света вдоль произвольного луча АО`В () противоречит принципу Ферма, так как . Так как всегда , то наименьшей длиной будет обладать путь луча, когда угол падения равен углу отражения

«В однородной среде угол падения равен углу отражения, луч падающий и отраженный лежат в одной плоскости с перпендикуляром к поверхности раздела в точки падения»

5. Закон преломления.

Найдем положение точки О, в которой луч должен преломится при распространении из т А. в т. В.

Оптическая длина пути луча из т. А в т. В

Для нахождения минимального оптического пути продифференцируем L по х и приравняем производную к нулю.

S₁=, S₂ =

Получаем

;

(Закон Снелиуса)

«Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно отношению абсолютных показателей второй среды и первой»

Отношение называют относительным показателем преломления второй среды относительно первой.

Учитывая, что ,

получим

- показывает, во сколько раз скорость в 1 среде больше скорости во 2 среде.

Среда с большим n называется боле оптически плотной. При распространении светового луча из среды 2 в среду 1

при i_пр угол i¢=90⁰.

Такой i_пр- называют углом полного отражения, а явление - полным внутренним отражением.

Для эллипсоида все лучи, выходящие из фокуса F₁ и проходящие после отражения в фокус F₂ являютсятаутохронны-ми, то есть требуют одинаковое время прохо-ждения.

Также и для линзы.

Дата добавления: 2014-01-06