Геометрична оптика, закони за пречупване и отражение на светлината

Дължините на светлинните вълни са малки - от порядъка на 10 − 7 m , затова в много случаи вълновите свойства на светлината не се забелязват и светлината се разпространява сякаш във вид на лъчи.

Този дял от оптиката, който изучава светлината, като пренебрегва нейната вълнова природа и разглежда разпространението и под формата на лъчи се нарича геометрична оптика.

В основата на геометричната оптика стоят законите: за праволинейното разпространение на светлината; за независимостта на светлинните лъчи; за отражението и за пречупването на светлината.

Законът за праволинейното разпространение на светлината гласи, че в хомогенни прозрачни среди светлината се разпространява праволинейно.

Законът за независимостта на лъчите гласи, че при пресичането си светлинните лъчи не си влияят, т.е. всеки лъч се разпространява по един и същи начин, независимо дали се пресича или не се пресича с други лъчи.

Когато светлинен лъч 1, който ще наричаме падащ лъч, пресича границата между две прозрачни среди, в повечето случаи, той се разделя на два лъча с различни посоки - единият от двата лъча 2 продължава в същата среда, а другият 3 преминава в другата среда. Лъчът 2, който променя посоката си към същата среда се нарича отразен лъч. Лъчът 3, който преминава в другата среда се нарича пречупен лъч. Възникването на отразен лъч се нарича отражение, а възникването на пречупен лъч - пречупване на светлината. Ъгълът α , който сключва падащия лъч с перпендикуляра към граничната повърхност в точката на падане се нарича ъгъл на падане. Ъгълът β , който сключва отразения лъч с перпендикуляра към граничната повърхност в точката на падане се нарича ъгъл на отражение. Ъгълът γ , който сключва пречупения лъч с перпендикуляра към граничната повърхност в точката на падане се нарича ъгъл на пречупване.

Първият закон за отражението и пречупването гласи, че отразеният и пречупеният лъч лежат в равнината определена от падащия лъч и перпендикуляра към граничната повърхност в точката на падане.

Законът за отражението на светлината гласи, че ъгълът на отражение β е равен на ъгъла на падане α .

Законът за пречупването на светлината (закон на Снелиус) гласи, че синусите на ъглите на падане и пречупване се отнасят така, както скоростите на светлината в първата и втората среда:

sin α sin γ = v 1 v 2 = n 21

Отношението n 21 на скоростта на светлината в първата среда към скоростта на светлината във втората среда се нарича относителен коефициент на пречупване на втората среда спрямо първата.

Отношението n на скоростта на светлината във вакуум c към скоростта на светлината в дадена среда v се нарича абсолютен коефициент на пречупване на дадената среда:

n = c v .

Теми

Съдържание

Конспект

Курс

Напред