Геометрическая оптика - это раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах и отражения света от зеркальных или полупрозрачных поверхностей.

На границе раздела двух прозрачных сред свет может частично отразиться так, что часть световой энергии будет распространяться после отражения по новому направлению, а часть пройдет через границу и продолжит распространяться во второй среде.

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.

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: 

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.

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: 

Волоконной оптикой называют раздел оптики, в котором рассматривают передачу света и изображения по световодам. Этим же термином иногда называют и сами волоконно-оптические детали и приборы.

Волоконная оптика основана на явлении полного внутреннего отражения. Свет, попадая внутрь прозрачного волокна, окруженного веществом с меньшим показателем преломления, многократно отражается и распространяется вдоль этого волокна.

В медицине световоды используют для решения двух задач: передачи световой энергии, главным образом для освещения холодным светом внутренних полостей, и передачи изображения. Для первого случая не имеет значения положение отдельных волокон в световоде, для второго существенно, чтобы расположение волокон на входе и выходе световода было одинаковым.

25.Светопреломляющая и световоспринимающая оптическая система глаза. Ее недостатки и их устранение.

Человеческий глаз представляет собой естественную оптическую систему , основными преломляющими элементами которой  является: роговица, жидкость передней камеры , хрусталик - двояковыпуклая линза, которая может менять форму, за счет этого совершать преломление света и его фокусировку, а также отвечает за аккомодацию.  Световоспринимающими частями являются сетчатка глаза, в которой рецепторами являются палочки и колбочки, зрачок, который регулирует поступление потока света, за счет его уменьшения и увеличения.  Аккомодация - способность глаза к образованию на сетчатке одинаково резкого изображения различно удаленных предметов,  за счет изменения кривизны хрусталика.  при отсутствии аккомодации возникают такие недостатки как близорукость - недостаток глаза, состоящий в том, что задний фокус  при отсутствии аккомодации лежит впереди сетчатки;и дальнозоркость - задний фокус при отсутствии аккомодации лежит позади сетчатки.  Для коррекции близорукого глаза применяют рассеивающую линзу, дальнозоркого - собирательную. 

26.Устройство микроскопа. Полное увеличение, разрешающая способность, предел разрешения (определение, формула), полезное увеличение. Способы уменьшения предела разрешения микроскопа. Специальные приемы микроскопии.

В микроскопе можно выделить оптическую и механическую части. Оптика микроскопа включает в себя объективы, окуляры, осветительную систему.  Штатив, тубус, предметный столик, крепления конденсора и светофильтров, механизмы для регулировки предметного столика и тубусодержателя  составляют механическую часть микроскопа.  Полное увеличение микроскопа определяется как произведение увеличения объектива на увеличение окуляра. Г=Г(об)*Г(ок)  Разрешающая способность - способность микроскопа давать раздельные изображения мелких деталей рассматриваемого предмета.  Она ограничена волновыми свойствами света ( его дифракцией)  Предел разрешения - минимальное расстояние между двумя точками , когда они воспринимаются раздельно. Чем меньше предел разрешения,  тем выше разрешающая способность. z=0,5l/n sin (u/2), где n sin (u/2) - числовая апертура обьектива( значение на оправе объектива)  Способы уменьшения предела разрешения микроскопа:  1) Использование света с меньшей длиной волны( использовать ультрафиолетовый микроскоп)  2)Применение иммерсионной жидкости с большим показателем преломления (вода, кедровое масло)  3)Увеличение апертурного угла (используя короткофокусные обьективы)  Полезное увеличение - это увеличение, при котором глаз наблюдателя различает все элементы структуры объекта , разрешаемые  микроскопом. Измеряется как отношение предела разрешения глаза к пределу разрешения микроскопа .Г полезное = z(глаза)/z(микроскопа)  Специальные приемы микроскопии:  1)измерение размеров малых объектов - Определение величины микроскопируемого предмета делается с помощью нанесенных на стеклянную  пластинку масштабных шкал, называемых окулярным и объектным микрометрами.  2)микропроекция, микрофотография - употребляется специальная фотонасадка к микроскопу, которая представляет собой фотокамеру, надеваемую  на окулярный конец тубуса микроскопа.  3)метод фазового контраста - Метод основан на том, что даже при очень малых различиях в показателях преломления разных элементов  препарата световая волна, проходящая через них, претерпевает разные изменения по фазе  4)метод темного поля, ультрамикроскопия - С помощью иммерсионных ультрамикроскопов.

27.Отражение и преломление света. Углы падения, отражения и преломления. Законы отражения и преломления света. Показатель преломления. Полное внутреннее отражение и его применение в медицине. Рефрактометрия, устройство рефрактометра.

а) Отражение света — это изменение направления световой волны при падении на границу раздела двух сред, в результате чего волна продолжает распространяться в первой среде.

Преломление света — это изменение направления распространения световой волны при переходе из одной прозрачной среды в другую.

б) Угол падения – это угол между лучом , падающим на преломляющую или отражающую поверхность, и нормалью к поверхности в точке падения.

Угол преломления – это угол между преломленным лучом и нормалью к поверхности в точке преломления.

Угол отражения – это угол между отраженным лучом и нормалью к поверхности в точке отражения.

в) Закон отражения света:

Падающий луч, перпендикуляр к границе раздела двух сред в точке падения и отраженный луч лежат в одной плоскости, причем угол падения равен углу отражения.