Элементы геометрической оптики

В соответствии с современными представлениями свет – сложный электромагнитный процесс, обладающий как волновыми, так и корпускулярными свойствами. Некоторые являения – интерференция, дифракция, поляризация хорошо объясняются на основе волновых представлений, а другие (фотоэффект, люминесценция, давление света, тепловое излучение и поглощение) – на основе квантовых.

Световые волны, электромагнитное излучение. Они имеют частоту (4-7,5)10¹⁴Гц..

Гц. НЧ Радио УВЧ ИК Свет УФ Рентген g - излучение

3·104 3·10¹⁰ 3·10¹² 4·10¹⁴ – 7,5·10¹⁴ 3·10¹⁶ 3·10¹⁹ ®

Волновой процесс – распространение колебаний в пространстве (рис.61)

Электромагнитные волны поперечные. В общем случае уравнение волны имеет вид

х_с = А sin (t-t), (131)

где t - время распространения колебаний от 0 до точки С (t = х/с, l=сТ = с/v, w = 2pv = 2p/Т, с =l/Т).

Рис.61

Для компонентов электрического и магнитного поля можно записать

Е = Е_м Sin (vt - 2px /l);

Н = Н_мSin (vt - 2px /l). (132)

Фронтом волны называется поверхность, до которой одновременно доходят волны от источника.

В основе волновых явлений оптики лежит принцип Гюйгенса-Френенля: каждая точка фронта волны является источником вторичных когерентных волн.

Когерентными называются волны одинаковой длины, имеющие постоянную во времени разность фаз.

Скорость распространения света в любой среде меньше скорости света в вакууме.

Среда называется оптически однородной, если в ней скорость распространения света и более плотной, если скорость меньше, чем в другой среде – менее плотной.

Оптику условно можно разделить на три части – геометрическую, волновую и квантовую.