Вопрос№6 Положения и законы геометрической оптики.

Основу законов геометрической или лучевой оптики состав­ляют понятия о светящейся точке и световом луче. При распространении света, имеют место ин­терференция, дифракция и другие явления физической оптики, характеризующие волновую природу света. Однако многие оптические явления можно рассмат­ривать исходя из представления, что оптическое излучение распространяется вдоль нормалей к волновой поверхности, на­зываемых лучами, т. е. не принимать во внимание дифракцию и интерференцию.

Р аздел физической оптики, основывающийся на этом пред­ставлении, называется геометрической оптикой. В геометриче­ской оптике источником света считается светящаяся точка, как геометрическая точка, не имеющая размеров, из которой световая энергия лучами распространяется во все стороны, а световой луч — геометрическая линия, прямая (нормаль к фронту световой волны), вдоль которой распространяется световая энергия.

Теория геометрической оптики основывается на законах:

1.з. прямолинейного распространения света в однородной среде ( не учитывается дифракция),

2.з. независимого распространения света( не учит интерференция),

3.з. отражения( 1. Падающий луч, отражённый луч и перпендикуляр к границе разденла 2х сред, проведённый в точке падения луча , лежат в 1й плоскости, 2. Угол отражения равен углу падения),

4.з. преломления(1.см.1., 2.отношение синуса угла падения к синусу угла преломления для 2х сред есть величина постоянная и наз-ся относительным показателем преломления 2й среды относительно 1й) ,

5. Принцип обратимости хода лучей,

6. Правило знаков для отрезков (+идёт слева направо, Линейные отрезки в направлении распространения света от выбранного начала и к верху от оптической оси положительны, в обратном направлении — отрицательны), для углов( +имеет угол, отсчитываемый от нормали по ходу часовой стрелки, вверх +, вниз- значения). Радиусы кривизны поверхностей, ограничивающих среды, положительны, если центры кривизны находятся справа от по­верхностей, и отрицательны, если центры — слева от поверх­ностей.

Углы считаются положительными, если они отсчитываются по ходу стрелки часов от установленных исходных линий (ось, нормаль и т. п.), и отрицательными — если против хода. Световые лучи, исходящие из светящейся точки во все сто­роны, образуют неограниченный световой пучок.

Рис1 неограниченные и ограниченные пучки лучей. Рис 2. гомоцентрический пучок лучей. Действительное стигматическое изображение точек.

Задача любой оптической системы состоит в том, чтобы преобразовать один гомоцентрический пучок лучей в другой, также гомоцентриче­ский пучок лучей .Центры пучков, т. е. точки А и А' соответственно, называются пред­метом и изображением. Каждому падающему лучу в пространстве предметов будет соответствовать пре­ломленный луч в пространстве изображений. Изображение, образованное пересечением действительных лучей после выхода их из оптической системы, называется действительным изображением. Изображе­ние точки А в точке А' (рис. 3), образованное пересечением про­должений, выходящих из оптической системы лучей называ­ется мнимым изображением. Действительное изобра­жение может быть получено на экране или фотопленке

Мнимое не может быть получено на экране. В геометрической оптике часто рассматриваются лучи, иду­щие вблизи от главной оптической оси (под малым углом к ней), такие лучи называются параксиальными лучами. Пучок параксиальных лучей называется параксиальным пучком.