Слайд 2
Геометрическая оптика – это раздел оптики изучающий законы
распространения света в прозрачной среде на основе представления о
свете как совокупности световых лучей.
Законы геометрической оптики:
Закон прямолинейного распространения света.
Закон отражения света.
Закон преломления света.
Общий критерий применимости
геометрической оптики d » λ
Слайд 3
Опыт и теория показывают, что в различных прозрачных
средах
свет распространяется с различными скоростями,
меньшими скорости света в вакууме
в среде υ < c с = 300000000 м/с
в воздухе, вакууме υ = с
Оптически однородная среда – если во всех её точках скорость распространения одинаковая.
Слайд 4
Фронт волны – «граница», совокупность точек
одинаковой фазы.
Плоская волна
Сферическая волна
Световой луч – это линия вдоль которой распространяется
энергия световых электромагнитных волн.
скорость волны направлена по лучу
Фронт волны
л
у
ч
Слайд 5
Закон прямолинейного распространения света
III
в до н.э. Евклид (Древняя Греция)
« В однородной
оптической среде свет
распространяется прямолинейно»
Закон объясняет:
образование теней и полутеней;
солнечные и лунные затмения;
метод визирования в строительстве.
Слайд 6
Образование тени и полутени от двух источников
Тень –
область, недоступная для
световых лучей из-за препятствия
на их пути.
Если
лучи исходят из точки,
создаётся полная тень.
Если лучи исходят из протяжённого
источника, то вокруг полной тени
создаётся полутень.
Слайд 7
Простейшие оптические явления
Среди простейших оптических явлений – поглощение
света, его рассеяние, отражение и преломление.
Полное поглощение света
поверхностью тела мы воспринимаем как черный цвет поверхности; частичное поглощение света может восприниматься как окрашивание поверхности в определенный цвет, в том числе и в серый.
Слайд 8
Отражение света
Отражение света от некоторой поверхности, разделяющей пространство
на две части, означает изменение направления переноса энергии света
таким образом, что свет продолжает распространяться в первоначальной среде.
Если пучок параллельных лучей падает на неровную поверхность или мелкие частицы, то направление лучей меняется случайным образом, и говорят о рассеянии света
Слайд 9
Закон отражения света
Закон отражения света:
Падающий
и отраженный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела
двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости (плоскость падения).
Угол отражения γ равен углу падения α.
Слайд 10
Угол падения – угол между падающим лучом и
перпендикуляром к границе раздела двух сред в точке падения.
Угол
отражения – угол между отражённым лучом и
Перпендикуляром к границе раздела двух сред.
Зеркальное отражение:
Отражение параллельных
падающих лучей от плоской
поверхности, при котором все
отражённые лучи параллельны.
Слайд 11
Закон преломления света
Закон преломления света:
Падающий
и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела
двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β есть величина, постоянная для двух данных сред:
Закон преломления был экспериментально установлен голландским ученым В. Снеллиусом в 1621
Слайд 12
Угол преломления – угол между преломленным лучом и
перпендикуляром
к границе в точке падения луча.
Постоянную величину n
называют
относительным показателем преломления второй среды
относительно первой.
Показатель преломления среды относительно вакуума
называют абсолютным показателем преломления.
Относительный показатель преломления
двух сред равен отношению их абсолютных показателей
преломления:
n = n2 / n1.
Слайд 13
Законы отражения и преломления находят объяснение в волновой
физике. Согласно волновым представлениям, преломление является следствием изменения скорости
распространения волн при переходе из одной среды в другую. Физический смысл показателя преломления – это отношение скорости распространения волн в первой среде υ1 к скорости их распространения во второй среде υ2:
Абсолютный показатель преломления равен отношению скорости света c в вакууме к скорости света υ в среде:
Слайд 14
Законы
отражения
и
преломления
света.
Слайд 15
Среду с меньшим абсолютным показателем преломления называют оптически
менее плотной.
При переходе света из оптически более плотной среды
в оптически менее плотную n2 < n1 (например, из стекла в воздух) можно наблюдать явление полного отражения, то есть исчезновение преломленного луча. Это явление наблюдается при углах падения, превышающих некоторый критический угол α пр, который называется предельным углом полного внутреннего отражения