2. Основные положения геометрической оптики (продолжение)
реклама
Основные понятия геометрической оптики Волновой фронт и лучи Луч – это прямая или непрямая линия, вдоль которой распространяется энергия светового поля. Волновой фронт – это поверхность равной фазы или равного эйконала световой волны: – эйконал. Т.е., для различных const можно получить различные волновые фронты или волновые поверхности. 1 Основные свойства волновых фронтов - волновые фронты не пересекаются между собой (в рамках ГО); - через каждую точку пространства проходит волновой фронт и причем только один. В однородной среде направление луча q остается постоянным: Для неоднородной среды 2 Оптическая длина пути Отрезок луча между P1 и P2 наз. геометрической длиной l Оптическая длина луча в однородной среде – это произведение геометрической длины l на показатель преломления среды: 3 Для нескольких однородных сред: Конгруэнция лучей Для того чтобы множество линий (лучей) образовывали пучок, нужно чтобы это множество составляло конгруэнцию. Конгруэнция – это такая совокупность линий в пространстве, для которой выполняется условие: через любую точку пространства можно провести только одну линию из этой совокупности. Нормальная конгруэнция – это конгруэнция, все линии которой пересекаются некоторой поверхностью под прямым углом. 4 Основные законы ГО Закон независимого распространения лучей Если через точку пространства проходит несколько лучей, то каждый луч ведет себя так, как если бы других лучей не было. Закон обратимости Траектория и длина хода лучей не зависят от направления распространения. Закон прямолинейного распространения В однородной среде лучи – прямые линии. Закон преломления и отражения 5 Принцип таутохронизма Оптическая длина любого луча между двумя волновыми фронтами одна и та же: Принцип Ферма Оптическая длина луча между двумя точками минимальна по сравнению со всеми другими линиями, соединяющими эти точки: Луч, соединяющий две точки, идет по такому пути, который требует наименьшего времени (по самому быстрому пути). 6 Пучки лучей Гомоцентрические пучки Фокус пучка – это точка, в которой лучи сходятся или из которой они выходят. Волновой фронт – сфера. 7 Действительный и мнимый фокусы. Негомоцентрические пучки Локальный фокус – это точка, в которой пересекается часть лучей пучка. Совокупность локальных фокусов – поверхность сложной формы, называемая каустикой. 8 Астигматический пучок – частный случай негомоцентрического пучка Расстояние – мера астигматизма. 9
