1. Границы применимости геометрической оптики. Понятие оптического луча. Законы геометрической оптики.

Границы применимости геометрической оптики. Законы геометрической оптики выполняются достаточно точно лишь в том случае, если размеры препятствий на пути распространения света много больше длины световой Оптическая система  — совокупность оптических элементов (преломляющих, отражающих, дифракционных и т. п.), созданная для определённого формирования пучков световых лучей (в классической оптике), радиоволн (в радиооптике), заряженных частиц (в электронной и ионной оптике). волны.

Световой луч - это линия, вдоль которой распространяется энергия излучения. Световому лучу в волновой оптике соответствует нормаль (перпендикуляр) к волновой поверхности.

Законы геометрической оптики.

В оптически однородной среде (в частности, в вакууме) лучи света распространяются прямолинейно.

Энергия в каждом пучке распространяется независимо от других пучков; освещенность поверхности, на которую падает несколько пучков, равна сумме освещенностей, создаваемых каждым пучком в отдельности.

Луч света в однородной среде прямолинеен до тех пор, пока он не дойдет до границы этой среды с другой средой. На границе двух сред луч меняет свое направление.

Закон отражения света определяет взаимное расположение падающего луча, отраженного луча и перпендикуляра к поверхности, восстановленного в точке падения.

Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломленияэтой среды. Он равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления при переходе светового луча из вакуума в данную среду.

2. Центрированная оптическая система. Кардинальные элементы центрированной оптической системы: фокусы, фокальные плоскости, главные плоскости и главные точки, узлы.

Центрированная оптическая система - это оптическая система, которая имеет ось симметрии (оптическую ось) и сохраняет все свои свойства при вращении вокруг этой оси.

Фокус - точка, в которой пересекаются первоначально параллельные световые лучи после прохождения через собирающую оптическую систему (либо где пересекаются их продолжения, если система рассеивающая).

фокальные плоскости  в параксиальной оптике — плоскость, на которой расположены точки, в которых собираются попавшие в систему плоскопараллельные пучки лучей.

Для тонких линз фокальной плоскостью является плоскость перпендикулярная главной оптической оси, проходящая через фокус.

Главные плоскости и главные точки  прямая, проходящая через центры сферических поверхностей, составляющих центрированную оптическую систему (линзу, фотографический объектив). Часто является осью симметрии в оптической системе.

3. Тонкая линза. Построение изображений в оптических системах. Лупа, зрительная трубка, микроскоп. Глаз и зрение.

Мы будем рассматривать наиболее простой случай, когда толщина линзы l=|AB| пренебрежимо мала по сравнению с радиусами R1 и R2 поверхностей линзы и расстоянием предмета от линзы.

Лу́па — оптическая система, состоящая из линзы или нескольких линз, предназначенная для увеличения и наблюдения мелких предметов, расположенных на конечном расстоянии.

Зри́тельная (подзо́рная) труба́ — оптический прибор для наблюдения удалённых объектов, состоит из объектива, создающего действительное изображение объектов, и окуляра для увеличения этого изображения. 

Микроско́п — прибор, предназначенный для получения увеличенных изображений, а также измерения объектов или деталей структуры, невидимых или плохо видимых невооружённым глазом.