Геометрическая оптика

1. Геометрическая оптика

2. Луч

• Линия, указывающая
направление
распространения
световой энергии

3. Абсолютный показатель преломления среды

n
c

4. Законы геометрической оптики

• Закон прямолинейного
распространения света
• Закон независимости
пучков
• Закон отражения
• Закон преломления

5. Закон прямолинейного распространения света

• В однородной среде свет
распространяется
прямолинейно.
• Закон нарушается, если среда
неоднородна и размеры
неоднородностей сравнимы с
длиной волны (дифракция).

6. Закон независимости световых лучей

• Лучи при пересечении не
возмущают друг друга
• Закон справедлив при не
слишком больших
интенсивностях

7. Закон отражения

• Отраженный луч лежит в
одной плоскости с падающим
лучом и нормалью,
восстановленной в точке
падения. При этом угол
отражения равен углу падения.

8.

9.

n1
n2

10. Закон преломления (Снелля)

• Луч падающий, преломленный и
нормаль к границе раздела
сред в точке падения лежат в
одной плоскости. При этом
отношение синусов углов
падения и преломления есть
величина постоянная для
данных сред

11.

sin n2
sin n1

12. Так удобнее

n1 sin n2 sin

13. Полное внутреннее отражение

• При переходе света из
оптически более плотной
среды в менее плотную
может угол преломления
быть равен 900.

14.

п2
п1
пр
n1>n2

15.

n1 sin n2 sin
n1 sin np n2 1
n2
sin np
n1

16.

17. Оптическое волокно

18. Зеркальное отражение света

• При падении света на
гладкую поверхность.
Параллельный пучок после
отражения остается
параллельным

19. Зеркальное отражение

20. Диффузное (рассеянное) отражение

• Отражение от шероховатой
поверхности. При падении
параллельного пучка света
отраженный пучок не
параллельный

21. Диффузное (рассеянное) отражение

22. Оптическая длина пути

23.

Ф
Среда
п
S
с
Вакуум
l
t
S
l
t
c

24. Оптическая длина пути

• Путь, который прошла бы
волна за то же самое время,
что и в данной среде
l c
S
nS

25. Линзы

• Прозрачное для света
отшлифованное тело,
ограниченное с двух сторон
кривыми поверхностями линза.

26. Собирающие линзы

27. Рассеивающие линзы

28. Линза тонкая

• Если радиус кривизны
поверхности заметно
больше диаметра линзы.

29. Оптическая ось

• Прямая, на которой лежат
центры кривизны
поверхностей.

30. Оптический центр линзы

• Точка, через которую лучи
проходят, не изменяя своего
направления. Лежит на
оптической оси линзы внутри
линзы.

31. Фокус линзы

F
F
О
f

32.

• Пучок параллельных
лучей, параллельных
оптической оси линзы,
собирается в точке,
которая называется
ФОКУСОМ F.

33. Фокальная плоскость

F
О
f
F

34.

• Пучок параллельных лучей,
не параллельных оптической
оси линзы, собирается в
точке, расположенной в
фокальной плоскости линзы.

35.

• Линза не изменяет
оптическую разность
хода между лучами

36. Построение изображений

F
F
d0
d1
Любые две из трех линий

37. Построение изображений

F
F
d0
d1
Любые две из трех линий

38. Уравнение линзы

1
1
1
d 0 d1
f

39. Уравнение шлифовщика

1
1 1
D (n 1)( )
f
R1 R2

40.

D оптическая
сила линзы ( Дптр)
R1 , R2 радиусы кривизны
поверхностей ( м)
R 0 для выпуклых
R 0 для вогнутых
R ~ для плоских