Формулы геометрической оптики для чайников

Все знают или по крайней мере слышали о том, что свет имеет свойство преломляться и отражаться. Но только формулы геометрической и волновой оптики могут объяснить, как, а точнее по какому именно признаку это происходит. И все данное учение основывается на понятии "луча", которое ввел еще Евклид за три века до нашей эры. Так что же такое луч, если говорить научным языком?

Луч - это прямая, вдоль которой движутся световые волны. Как, зачем - на эти вопросы отвечают формулы геометрической оптики, которая является частью волновой оптики. Последняя, как можно было бы предположить, рассматривает лучи как волны.

Формулы геометрической оптики

Закон прямолинейного распространения: луч в однотипной среде имеет свойство распространяться прямолинейно. То есть свет двигается по кратчайшему пути, который существует между двумя точками. Можно даже сказать, что световой луч стремится сэкономить себе время. Этим законом объясняются явления тени и полутени.


В физике поток световой энергии, попадающий на границу двух различных сред, называется падающим, а...
преломление света в воде

К примеру, если источник света сам по себе маленького размера или же находится на таком большом расстояние, что его размеры можно проигнорировать, то световой луч образует четкие тени. Но если источник света большого размера или же находится на очень близком расстоянии, то световой луч образует нечеткие тени и полутени.

Закон независимого распространения

Световые лучи имеют свойство распространяться вне зависимости друг от друга. То есть они никак не повлияют друг на друга, если будут пересекаться или проходить друг через друга в какой-нибудь однородной среде. Лучи будто бы не подозревают о существовании других лучей.

Закон отражения

Представим, что человек направил лазерную указку на зеркало. Разумеется, луч отразится от зеркала и будет распространяться уже в другой среде. Угол между перпендикуляром к зеркалу и первым лучом зовется углом падения, угол между перпендикуляром к зеркалу и вторым лучом - углом отражения. Эти углы равны.


В данной статье речь пойдет о том, как правильно использовать широкоугольные объективы. Также...
формула закона отражения

Формулы геометрической оптики раскрывают многие ситуации, о которых никто даже не задумывается. Например, закон отражения объясняет, почему мы можем видеть себя в "прямом" зеркале в точности такими же, какие мы есть, и почему его искривленная поверхность создает иной образ.

Формула:

a - угол падения, b - угол отражения.

a = b

Закон преломления

Луч падения, луч преломления и перпендикуляр к зеркалу расположены в одной плоскости. Если синус падающего угла поделить на синус преломляющегося угла, то получится величина n, которая является постоянной для обеих сред.

угол преломления

n показывает, под каким углом луч из первой среды переходит во вторую, и как соотносятся составы этих сред.

Формула:

i - падающий угол. r - преломляющийся угол. n21 - показатель преломления.

sin i/sin r = n2/n1 = n21

закон преломления луча света

Закон обратимости света

О чем гласит закон обратимости света? Если луч распространяется по определенно выстроенной траектории в одном направлении, то и в противоположном направлении он повторит тот же маршрут.

Итоги

Формулы геометрической оптики в несколько упрощенном виде объясняют, как работает луч света. В этом нет ничего сложного. Да, формулы и законы геометрической оптики пренебрегают некоторыми свойствами вселенной, но нельзя недооценивать их важность для науки.

Тонкая линза: формула расчета и вывод формулы. Решение задач с ...
Сейчас речь пойдет о геометрической оптике. В этом разделе много времени уделяется такому объекту, как линза. Ведь она может быть разной. При этом формула тонкой линзы одна на все случаи. Только нужно знать, как ее правильно применить.
далее
Оптика: физика, 8 класс. Закон отражения: формула расчета
Сегодня мы расскажем о законе отражения света. Мы также выделим часть линейной оптики, к которой относится это явление.
далее
Построение изображения в тонкой линзе: чертежи, формула расчета ...
Линза представляет собой прозрачный объект, изготовленный чаще всего из стекла. Ее главная особенность состоит в том, что она способна преломлять солнечный свет. Рассмотрим, как осуществляется построение в тонкой линзе изображений. В статье будут ...
далее
Основные законы физики: понятия, формулы, законы
Основы функционирования нашего мира во многом объясняет такая область науки, как физика. Хотя не все сделали ее главным интересом своей жизни, некоторые моменты все-таки обязан знать каждый. Каковы основные физические законы? Об этом и пойдет речь в ...
далее
Формула расчета освещенности. Сила света . Световой поток. Источники ...
Сегодня расскажем все о формуле освещенности для открытой местности и помещения, а также приведем величины светового потока при разных обстоятельствах.
далее
Что это - оптика? Определение в физике
Что такое оптика, как область физики? Это раздел, в котором изучаются особенности распространения света в разных средовых условиях и взаимодействие с различными веществами.
далее
Что это - оптика? Определение в физике
Отражение света. Закон отражения света. Полное отражение света
В физике поток световой энергии, попадающий на границу двух различных сред, называется падающим, а тот, что от нее возвращается в первую среду, – отраженным. Именно взаимное расположение данных лучей определяет законы отражения и преломления света.
далее
Отражение света. Закон отражения света. Полное отражение света
Широкоугольные объективы - краткая характеристика и инструкция
В данной статье речь пойдет о том, как правильно использовать широкоугольные объективы. Также рассматриваются особенности их работы.
далее
Широкоугольные объективы - краткая характеристика и инструкция
Что это - эклиптика. Это несложно
В научно-популярных статьях на темы космоса и астрономии авторами часто употребляется не совсем понятное слово «эклиптика». Что оно обозначает и как соотносится с увлечением миллионов – гороскопами. Об этом и пойдёт речь в статье.
далее
Что это - эклиптика. Это несложно
Линзы контактные торические: подбор. Отзывы пользователей
Не все носят одинаковый тип контактных линз. И речь идет не только о цветных или однодневных. Так, например иногда нужны специальные линзы контактные – торические. Это связано с таким заболеванием, как астигматизм. Предлагаем вам разобраться, что значит торические контактные линзы, подбор их и особенности ношения.
далее
Линзы контактные торические: подбор. Отзывы пользователей