Что изучает геометрическая оптика

Как вы уже знаете, свет представляет собой электромагнитные волны. Например, длина волны света, соответствующего зелёному цвету, равна 0,55 мкм, то есть меньше одной тысячной доли миллиметра. Далее мы расскажем, как были измерены столь малые длины световых волн.

Вследствие того, что длины волн видимого света очень малы по сравнению с размерами предметов, видимых невооружённым глазом, долгое время световые явления изучали, не подозревая о волновой природе света. При этом очень полезным оказалось представление о лучах света.

Световой луч — это модель тонкого светового пучка.

1. Почему в воздухе, содержащем пылинки или частички дыма, можно наблюдать ход световых лучей?

Поставим опыт

Если задымить воздух, то можно наблюдать ход узкого пучка света лазерного фонарика при отражении его от зеркала (рис. 18.1).

Рис. 18.1

Для определения хода лучей обычно используют геометрические построения, поэтому

часть оптики, которая изучает ход световых лучей, называют геометрической оптикой.

В 19-м веке было установлено

условие применимости геометрической оптики: размеры препятствий для света должны быть во много раз больше длин световых волн.

Наряду со световыми лучами в геометрической оптике используют также представление о точечном источнике света.

Точечный источник света — модель источника света, размеры которого во много раз меньше расстояния до источника.

Например, точечными источниками света можно считать огромные звёзды, расстояние до которых исчисляется световыми годами, а также маленькую лампочку, если расстояние до неё равно нескольким метрам.

Если размерами источника света нельзя пренебречь по сравнению с расстоянием до него, источник называют протяжённым.

Протяжёнными источниками света надо считать, например, светящиеся трубки и лампы дневного света, если расстояние до них сравнимо с их размерами. Есть даже одна звезда, которую не всегда можно считать точечным источником света, хотя расстояние до неё примерно в сто раз больше её диаметра. Вы, конечно, догадались, что речь идёт о Солнце. Для объяснения солнечных затмений Солнце нужно рассматривать как протяжённый источник света.

С законами геометрической оптики вы уже знакомы из курса физики основной школы. Напомним их.