Законы оптики Оптика — раздел физики, рассматривающий

Законы оптики

Оптика — раздел физики, рассматривающий явления, связанные с распространением электромагнитных волн преимущественно видимого и близких к нему диапазонов (инфракрасное и ультрафиолетовое излучение). Оптика - это учение о физических явлениях, связанных с распространением коротких электромагнитных волн, длина которых составляет приблизительно 10 -5 -10 -7 м.

Разделы оптики Классическая оптика – Геометрическая оптика – Физическая оптика – Волновая оптика Физиологическая оптика (зрительное восприятие) Лазеры Нелинейная оптика Квантовая оптика Градиентная оптика

Физическая оптика - раздел оптики, изучающий оптические явления, выходящие за рамки приближения геометрической оптики. К таким явлениям относятся дифракция, интерференция света, поляризационные эффекты, а также эффекты, связанные с распространением электромагнитных волн в нелинейных и анизотропных средах. Физиологическая оптика — междисциплинарная наука о зрительном восприятии света. Она объединяет сведения по биофизике, биохимии и психологии зрительного восприятия. Геометрическая оптика — раздел, изучающий основные законы оптики, законы распространения света в прозрачных средах и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах без учёта его волновых свойств.

Законы оптики Закон прямолинейного распространения света Закон независимого распространения лучей Закон отражения света Закон преломления света (Закон Снелла) Закон обратимости светового луча

Закон прямолинейного распространения света В оптически однородной среде (в частности, в вакууме) лучи света распространяются прямолинейно. Прямолинейностью распространения света объясняется образование тени, т. е. области, куда не поступает световая энергия. При малых размерах источника (светящаяся точка) получается резко очерченная тень. При больших размерах источника создаются нерезкие тени. Дело в том, что от каждой точки источника свет распространяется прямолинейно и предмет, освещенный уже двумя светящимися точками, даст две несовпадающие тени, наложение которых образует тень неравномерной густоты. Полная тень при протяженном источнике образуется лишь в тех участках экрана, куда свет не попадает совсем. По краям полной тени располагается более светлая область. Это полутень.

Закон независимого распространения лучей (Закон независимых световых пучков) Закон независимого распространения лучей: энергия в каждом пучке распространяется независимо от других пучков; освещенность поверхности, на которую падает несколько пучков, равна сумме освещенностей, создаваемых каждым пучком в отдельности. То есть предполагается, что лучи не влияют друг на друга, и распространяются так, как будто других лучей, кроме рассматриваемого, не существует.

Закон отражения света — устанавливает изменение направления хода светового луча в результате встречи с отражающей (зеркальной) поверхностью: падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с нормалью к отражающей поверхности в точке падения, и эта нормаль делит угол между лучами на две равные части. Широко распространённая, но менее точная формулировка «угол падения равен углу отражения» не указывает точное направление отражения луча. Закон отражения света формулируется так: падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости; угол отражения гамма равен углу падения альфа. Очевидно, . что этот закон будет выполняться и в том случае, если свет будет распространяться в обратном направлении. Обратимость хода световых лучей является их важным свойством.

Закон преломления света (Закон Снелла) Закон преломления света описывает преломление света на границе двух сред. Также применим и для описания преломления волн другой природы, например звуковых. Закон был открыт в начале XVII века голландским математиком Виллебрордом Снеллом, известным также под латинизированным именем Снеллиус. Несколько позднее переоткрыт французским рационалистом Рене Декартом. Закон преломления формулируется следующим образом: Падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред.

Закон обратимости светового луча Согласно этому закону луч света, распространившийся по определённой траектории в одном направлении, повторит свой ход в точности при распространении и в обратном направлении. Свойство обратимости световых лучей сохраняется и при многократных отражениях и преломлениях, которые могут происходить в любой последовательности. Это следует из того, что при каждом отражении или преломлении направление светового луча может быть изменено на обратное. Таким образом, если при выходе светового луча из любой системы преломляющих и отражающих сред заставить световой луч на последнем этапе отразиться точно назад, то он пройдет всю систему в обратном направлении и вернется к своему источнику.