Геометрична оптика

Які є види оптики?

Розрiзняють два види оптики: хвильову та геометричну. В основi хвильової оптики лежать закони, що грунтуються на хвильовiй природi свiтла.

Які явища вивчають у хвильовій оптиці?

Явища, що пояснюються законами хвильової оптики: інтерференція, рефракція, дифракція.

Що таке інтерференція?

Інтерференцiя – суть явища полягає в тому, що свiтловi хвилi вiд двох джерел накладаються з утворенням ефекту накладання хвиль.

Що таке дифракція?

Дифракцiя – це явище огинання перешкод свiтловими променями.

Що таке рефракція?

Рефракцiя – це явище заломлення свiтлових променiв при проходженнi через атмосферу.

Перечисліть і поясніть основні закони оптики.

У геометричнiй оптицi, на вiдмiну вiд хвильової, приймають без всяких застережень, що свiтло поширюється прямолiнiйно на основi певних законiв. Перелічимо деякi з них.

1) Свiтловi променi поширюються за найкоротшими напрямками, тобто прямолiнiйно.

2) Свiтловi променi розповсюджуються незалежно один вiд одного.

3) При падiннi свiтлових променiв на площину виконуються двi умови:

а) падаючий та вiдбитий променi лежать в однiй площинi;

б) кут падiння променя дорiвнює куту вiдбивання;

4) При проходженнi свiтлових променiв через межу двох середовищ з рiзними показниками заломлення виконуються такi умови:

а) падаючий та вiдбитий променi лежать в однiй площинi;

б) добуток показника заломлення на синус кута падiння для першого середовища дорiвнює добутку показника заломлення на синус кута заломлення другого середовища:

n1 sin і1=n2 sin і2;

Як змінюється напрям відбитого променя при нахилі дзеркала?

При падiннi свiтлових променiв на площину виконуються двi умови:

а) падаючий та вiдбитий променi лежать в однiй площинi;

б) кут падiння променя дорiвнює куту вiдбивання і1 = і2 .

Хід променів через плоскопаралельну пластину.

При проходженнi променя через плоскопаралельну пластину вiн виходить з неї змiщеним паралельно самому собi. Величина зміщення променя після проходження пластини прямопропорційна куту падіння променя на пластину. Це стосуються лише випадкiв при невеликих значеннях кутiв падiння.

Види призм.

Призми дiлять на заломлюючi та повного внутрiшнього вiдбиття. До заломлюючих вiдносять призми, що приводять до вiдхилення променя, на незначний кут. Призми повного внутрiшнього вiдбиття приводять до змiни напрямку променя на 180°, 90°.

Хід променів через заломлюючу призму.

Рисунок 2.8 – Заломлююча призма

, де n – показник заломлення матерiалу призми.

Призми повного внутрішнього відбиття.

Рисунок 2.9 – Призми повного внутрішнього відбиття

Сферичні дзеркала.

Сферичнi дзеркала – це вiдшлiфованi поверхнi випуклої або ввiгнутої форми. Для цього випадку справджується ряд умов. Так, падаючi променi паралельнi основнiй осi дзеркала пiсля вiдбиття проходять через фокус дзеркала. Фокусна вiддаль дзеркала становить половину його радiуса.

Лінзи.

Лiнзи – це прозорi оптичнi тiла, обмеженi сферичними поверхнями. Лiнзи бувають збираючi та розсiюючi. Найпростіші збараючі лінзи – це лінзи двосторонньо випуклі; найпростіші розсіючі – двосторонньо ввігнуті. Лінзи в геодезичному приладозавстві використовують для збільшення зображення та конструювання зорових труб.

Центрірована оптична система.

Як правило, в геодезичних приладах використовують сукупнiсть оптичних елементiв, що утворюють оптичнi системи. Оптичнi системи, в яких оптичнi центри окремих елементiв знаходяться на однiй осi, називають центрiрованими.