Основы оптики. 
Физика

Оптика — раздел физики, в котором изучаются законы испускания и распространения света.

Свет — поперечная электромагнитная волна.

Световой луч — линия, вдоль которой распространяется энергия световых электромагнитных волн.

Волновой фронт — геометрическое место точек среды, до которых дошел процесс распространения волны.

Волновая поверхность (фронт) — совокупность точек среды, колебания которых происходят в одинаковой фазе.

За направление светового луча принимают направление распространения света. В однородной изотропной среде световые лучи представляют собой прямые линии, причем лучи и поверхности волны взаимно перпендикулярны.

Основные законы оптики

Законы прямолинейного распространения света: свет в однородной среде распространяется прямолинейно.

Этим законом объясняется появление геометрической тени от непрозрачных тел (S — точечный источник света; рис. 6.1).

Если S — большой по линейным размерам источник света, то каждая его точка может рассматриваться как точечный ис;

Рис. 6.2.

точник (например, Sj и S₂ — точечные источники света; рис. 6.2). В этом случае происходит сложение излучения от определенных частей светящейся поверхности S и на экране образуются области тени и полутени.

Закон отражения: падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости; угол отражения р равен углу падения, а (рис. 6.3. а).

Законы отражения справедливы при обратном направлении хода лучей. Луч, распространяющийся по пути отраженного (рис. 6.3, б), отражается по пути падающего луча (обратимость хода световых лучей).

Абсолютный показатель преломления — отношение скорости света в вакууме к скорости света в данной среде:

где сип — скорость света в вакууме и данной среде.

По теории Максвелла, абсолютный показатель преломления.

где е — относительная диэлектрическая проницаемость среды; р — относительная магнитная проницаемость среды (для сред, прозрачных для световых волн ц ~ 1).

Относительным показателем преломления п₂1 второй среды относительно первой называется отношение скоростей света и v₂ в первой и второй средах соответственно:

где п_г и п₂ — абсолютные показатели преломления первой и второй сред.

Если п₂1 > 1 (т. е. п₂ > щ), то вторая среда называется оптически более плотной, чем первая среда.

Закон преломления: падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости, отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных сред (рис. 6.3):

Падающий и преломленный лучи взаимно обратимы; если падающий луч распространяется по направлению преломленного луча, то луч прямолинейно распространяется по направлению падающего.