Модель «геометрическая оптика». Законы отражения и преломления

Геометрическая оптика описывает свет как систему лучей, т.е. основной моделью в геометрической оптике является луч. Положение луча в пространстве задаётся линией луча – полубесконечной непрерывной линией, выходящей из источника света и распространяющейся по направлению от источника света. Область пространства, в которой распространяется луч, называют средой. Если свойства среды во всех её точках одинаковы, то она называется однородной.

Для однородных сред, имеющих общие границы, существует феноменологический закон, который, по сути, представляет собой закон сохранения: .

Падающий луч и нормаль к плоскости образует угол падения, т.е. . Отражённый луч и нормаль к плоскости образуют угол отражения . Преломлённый луч и нормаль к плоскости образуют угол преломления, т.е. . ‑ показатель преломления первой среды, ‑ показатель преломления второй среды. Таким образом, согласно закону, и ; или ‑ угол падения равен углу отражения и . ‑ называют относительный показатель преломления; т.е. отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно относительному показателю преломления сред 2 и 1.

Другой феноменологический закон: при падении луча на границу раздела сред отражённый и преломлённый лучи лежат в плоскости падения. Плоскость падения – плоскость, проходящая через падающий луч и нормаль к плоскости, образующие угол падения.