44.Принцип Ферма. Оптическая длина пути. Таутохронность геометрических путей. Законы геометрической оптики.

Раздел оптики, в котором рассматривается предельный случай волновой оптики, при 𝜆 → 0, называется геометрической оптикой, поскольку законы можно сформировать на языке геометрии.

Оптическая длина пути между точками прозрачной среды – расстояние, равное: . В случае однородной среды . Если , то проходимые при этом геометрические пути называются таутохромными, т.е. требующими для своего прохождения одинаковое время. Все пути лучей, проходящих через линзу от источника до его изображения, являются таутохромными.

Принцип Ферма:

из одной точки пространства в другую свет распространяется по такому пути, для прохождения которого требуется минимальное время.

Основные законы геометрической оптики:

1. Закон прямолинейного распространения света: при , свет распространяется по прямым

2. Закон независимости световых лучей: световые лучи распространяются независимо друг от друга, т е не взаимодействуют друг с другом при пересечении

3. Закон отражения света: при отражении света на границе раздела двух однородных сред падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром в точке падения луча к границе раздела, причем угол падения равен углу отражения

4. Закон преломления света: при преломлении света на границе двух сред падающий и преломленный лучи лежат в одной плоскости с проводником, причем углы падения и преломления связаны:

Световой луч не проникает во вторую среду, а испытывает полное внутреннее отражение.

45. Световая волна на границе 2-х диэлектриков

Соотношение между световыми волнами падающей , отраженной и преломленной

из которых следует:

1. (колебания в падающей и преломленной волне происходят в одной фазе)

2. Если , то (колебания световых волн в падающей и отраженной волне происходят в одной фазе)

3. Если , то (колебания световых волн в падающей и отраженной волне происходят в противофазе)

При отражении световой волны от оптически более плотной среды её фаза скачком меняется на противоположную, т.е.𝜋.

При нормальном падении световой волны на границу раздела двух прозрачных сред коэффициент:

При нормальном падении световой волны на границу раздела двух прозрачных сред:

Одним из наиболее распространенных способов уменьшения интенсивности отраженного света является просветление оптики, в основе которого лежит явление интерференции.

46. Интерференция световых волн. Среднее по времени значение интенсивности результирующего света в точке наблюдения. Понятие о когерентности.

Интерференция световых волн – явление перераспределения в пространстве световой энергии с образованием устойчивой во времени картины чередующихся максимумов и минимумов интенсивности света при суперпозиции нескольких когерентных волн.

Монохроматический свет- это волны, частота которых одинакова.

Средняя интенсивность света в данной точке пространства:

Когерентныминазываются колебанияодинаковой частоты и поляризации, разность фаз которых в рассматриваемой точке пространства не изменяется со временем; некогерентными волны называются еслиих колебания не согласованы друг с другом (разность фаз изменяется со временем).

При суперпозиции когерентных волн интенсивность результирующего света в данной точке не будет изменятся со временем.

При наложении когерентных волн происходит перераспределение световой энергии в пространстве: в одних местах максимумы, а в других минимумы интенсивности света. При этом интерференционная картина чередования максимумов и минимумов не изменяется со временем.