Закони геометричної оптики та їх використання у сферичних дзеркалах і тонких лінзах

Процеси заломлення і віддзеркалення світла та їх математичний опис

Обидва названих явища характеризуються тим, що пучок світла в одній точці різко змінює свою траєкторію. Відбувається це тому, що в цій точці він зустрічає перешкоду на своєму шляху. Якщо це перешкода – матеріал непрозорий, тоді відбувається єдиний процес відображення. Якщо ж перешкоду прозоре, тоді крім відбитого променя з’являється ще і переломлений.

Припустимо, що перешкодою є плоска поверхня. Нехай вона розділяє дві прозорі середовища. Через точку падіння променя на поверхню проведемо перпендикуляр до неї (нормаль N). Вектор падаючого променя позначимо r1, вектор відбитого променя – r2, а переломленого – r3. Кут між r1 і N позначимо θ1, між r2 і N – θ2, нарешті, між r3 і N – θ3. Експериментально встановлено такі співвідношення:

Дивіться також:  Підсилювач або ресивер: огляди і фото
  • Вектора променів r1, r2, r3 і перпендикуляр N лежать в одній площині.
  • Кут падіння θ1 і кут відбивання θ2 дорівнюють один одному.
  • Кут заломлення θ3 пов’язаний з θ1 співвідношенням n1*sin(θ1) = n2*sin(θ3).

    • Ця формула називається законом Снелла на честь голландського вченого Виллеброрда Снелла. Сам Снелл отримав її в термінах відстаней. Через синуси кутів вона була записана дещо пізніше Рене Декартом, тому у франкомовних країнах вона називається законом Снелла – Декарта. Символи n1 і n2 – це абсолютні показники заломлення середовищ, які визначаються відношенням швидкості світла у вакуумі до швидкості у відповідному матеріалі.

    Зазначені співвідношення прийнято називати законами відбиття і заломлення геометричної оптики.

    Сторінка: 1 2 3 4 5