Геометрическая оптика: различия между версиями

АЛД ТШЩ
м (→‎top: замена шаблонов rq-группы (сокрытие img, подстановка даты в source, если тот единств.) et al. за вычетом геостатей)
(АЛД ТШЩ)
{{Нет иллюстрации}}
{{нет ссылок|дата=19ссссссссЦЦЦ19 июня 2018}}
 
'''Геометри́ческая о́птика''' — раздел [[оптика|оптики]], изучающий законы распространения [[свет]]а в прозрачных [[среда]]х, отражения света от зеркально-отражающих поверхностей и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах без учёта его [[Корпускулярно-волновой дуализм|волновых свойств]].
 
Основное понятие геометрической оптики — этоВССССССССССССССэто [[световой луч]]. При этом подразумевается, что направление потока лучистой энергии (ход светового луча) не зависит от поперечных размеров пучка света.
 
Законы геометрической оптики являются частным предельным случаем более общих законов [[волновая оптика|волновой оптики]], в предельном случае стремления длины световых волн к нулю. Так как свет физически является распространением электромагнитной волны, происходит [[Интерференция света|интерференция]], в результате которой ''ограниченный'' пучок света распространяется не в каком-то одном направлении, а имеет конечное угловое распределение т. е. наблюдается [[дифракция]]. Интерференция и дифракция находятся вне предмета изучения оптических свойств оптических систем средствами геометрической оптики. Однако, в тех случаях, когда характерные поперечные размеры пучков света достаточно велики по сравнению с длиной волны, можно пренебречь дифракционной расходимостью пучка света и считать, что лучи света распространяются по отрезкам прямых, до преломления или отражения.
Геометрическая оптика неполно описывает оптические явления, являясь упрощением более общей волновой оптической теории. Но широко используется, например, при расчёте оптических систем, так как её законы математически более просты по сравнению с обобщающими волновыми законами, что существенно снижает математические трудности при анализе и синтезе оптических систем. Приблизительная аналогия между геометрической и волновой оптиками - как между [[Классическая механика|ньютоновской механикой]] и [[Общая теория относительности|общей теории относительности]].
 
Помимо пренебрежения волновыми эффектами в геометрической оптике также пренебрегают квантовыми явлениями. В геометрической оптике скорость распространения света считается бесконечной (поэтому динамическая физическая задача превращается в чисто геометрическую), однако учёт конечной [[скорость света|скорости света]] в рамках геометрической оптики (например, в астрофизических приложениях) не представляет математической трудности. Кроме того, как правило, не рассматриваются эффекты, связанные с влиянием прохождения света через оптические среды, например, изменения показателя преломления среды под воздействием мощного излучения. Эти эффекты, даже формально лежащие в рамках геометрической оптики, относят к [[нелинейная оптика|нелинейной оптике]]. В случае, когда интенсивность светового пучка, распространяющегося в данной среде, достаточно мала для того, чтобы можно было пренебречь нелинейными эффектами, геометрическая оптика базируется на общем для всех разделов оптики фундаментальном законе о независимом распространениирасцуцвцуАСУацпространении лучей ([[принцип суперпозиции]]).
 
Согласно этому принципу, [[световой луч|лучи света]] в среде не взаимодействуют. В геометрической оптике нет таких понятий, как амплитуда, частота, фаза и вид поляризации светового излучения, но и в волновой линейной оптике постулируют принцип суперпозиции. Иными словами, и в волновой линейной оптике, и в геометрической оптике принимается, что лучи света и оптические волны не влияют друг на друга и распространяются независимо.
Поскольку геометрическая оптика не учитывает волновой природы света, в ней действует постулат, согласно которому если в какой-то точке сходятся две (или большее количество) систем лучей, то [[освещённость|освещённости]], создаваемые ими, складываются.
 
Однако наиболее последовательным является вывод законовзакоывмасцнов геометрической оптики из [[волновая оптика|волновой оптики]] в [[эйкональное приближение|эйкональном приближении]]. В этом случае, основным уравнением геометрической оптики становится [[уравнение эйконала]], которое допускает также словесную интерпретацию в виде [[принцип Ферма|принципа Ферма]], из которого и выводятся перечисленные выше законы.
 
Частным видом геометрической оптики является [[матричная оптика]].
Анонимный участник