Плоское зеркало

Аксиомы геометрической оптики

Геометрическая оптика рассматривает световые явления на основе представлений о бесконечно тонком световом луче - линии, указывающей направление распространения световой энергии. В оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно. Прямолинейностью распространения света объясняются тени и полутени. В оптически неоднородной среде световые лучи могут изгибаться.

Закон отражения света. Угол падения светового луча равен углу его отражения. Падающий и отраженный лучи, а также перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости.

Световое излучение распространяется в вакууме с конечной скоростью, равной 300 000 км/с. Среда, в которой скорость распространения света меньше, является оптически более плотной средой. Преломление света - это изменение направления луча света при пересечении границы между средами.

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:

Коэффициент n называется относительным показателем преломления двух сред. Он равен отношению скоростей света в данных средах: В вакууме скорость света равна c и показатель преломления n = 1. Преломление света «приподнимает» планеты и звезды над горизонтом по сравнению с их истинным положением и является причиной миражей.

При переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную можно наблюдать явление полного внутреннего отражения. При некотором предельном угле падения преломленный луч исчезает. Явление полного внутреннего отражения используется в оптических световодах.

Коэффициент преломления n зависит от длины волны света. При прохождении луча под некоторым углом через границу раздела двух сред может наблюдаться разложение белого света на цветные компоненты (в спектр). Это явление называется дисперсией.