Geometrická optika

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Geometrická optika

  • studuje zobrazování pomocí čoček, zrcadel a jiných optických zařízení
  • zkoumá průchod paprsku soustavou, tzv. paprsková optika (přímočaré šíření světla zákon odrazu, zákon lomu, nezávislost chodu světelných paprsků) Geometrická (paprsková) optika je založena na třech zákonech: 1) zákon přímočarého šíření světla (v homogením prostředí) 2) zákon odrazu světla 3) zákon lomu světla

Obsah

[editovat] Šíření světla

- světlo se šíří v optickém prostředí - šíří se přímočaře v kulových vlnoplochách (Huygensův princip) - světelné paprsky se navzájem protínají, přičemž se neovlivňují; ovlivňují ho vlastnosti prostředí, můžeme pozorovat čtyři optické jevy

[editovat] Absorpce světla

- Prostředí pohltí světlo určitých nebo všech vlnových délek (černé prostředí)

[editovat] Rozptyl světla

- prostředí nepravidelně změní směr paprsků

[editovat] Odraz světla

- dochází k němu na rozhraní dvou optických prostředí - světlo změní směr šíření - vrací se zpět

Zákon odrazu:
Velikost úhlu dopadu se rovná velikosti úhlu odrazu a současně odražený paprsek leží ve stejné rovině jako dopadový paprsek


[editovat] Lom světla

- dochází k němu na rozhraní dvou optických prostředí - změna směru šíření - světlo se nevrací zpět, paprsek zůstává v rovině dopadu


Při průchodu paprsku z řidšího do hustšího prostředí se paprsek láme se ke kolmici. Naopak při průchodu z hustšího do řidšího prostředí, paprsek se láme od kolmice.

Zákon lomu (Snellův):
Poměr sinu úhlu dopadu a sinu úhlu odrazu je pro daná prostředí konstantní a je roven převrácenému poměru indexů lomů daných prostředí.

sin α / sin β = v1 / v2 = n2 / n1

[editovat] Index lomu

- charakterizuje látku; v různých látkách se světlo pohybuje různými rychlostmi

n = c / v

[editovat] Totální (úplný) odraz světla

- při přechodu z opticky řidšího prostředí do hustšího nacházíme mezní úhel dopadu α, při kterém je úhel lomu β 90° - (mezní úhel dopadu) největší úhel, kdy dochází k lomu. Pod větším úhlem lom nenastává a světlo se jen odráží

sin αm = 1 / n


[editovat] Optické prostředí

- prostředí, kterým se světlo šíří; má určité vlastnosti

Optické prostředí může být:
a) průhledné - světlo jím prochází bez rozptylu; obraz se nezkresluje
b) průsvitné - propustí světlo s rozptýlením
c) neprůhledné - světlo je pohlceno nebo odraženo


Z hlediska rychlosti šíření světla ve směru rozdělujeme prostředí na:
a) homogenní - všechny body prostředí mají stejné vlastnosti è světlo má ve všech směrech stejnou rychlost
b) izotropní - má ve stejných směrech šíření stejné vlastnosti è světlo se šíří ve stejných směrech stejnou rychlostí
c) anizotropní - světlo má různou rychlost i ve stejných směrech