Дифракция света. § 128. Пучки лучей и форма волновой поверхности. Для очень большого круга вопросов, где успешно применялись построения геометрической оптики

§ 128. Пучки лучей и форма волновой поверхности. Для очень большого круга вопросов, где успешно применялись построения геометрической оптики, мы характеризовали распространение света при помощи лучей. Образование параллельного пучка лучей означало, что световая энергия распространяется лишь по направлению этого пучка, не рас­сеиваясь в стороны, так что освещенность поверхности, на которую падает свет, остается неизменной на любом расстоянии от источника. Расходящийся пучок лучей озна­чал распределение света по возрастающей поверхности, так что освещенность уменьшалась обратно пропорци­онально квадрату расстояния от точки, из которой расхо­дятся лучи (вершина пучка). Наоборот, сходящийся пучок;лучей означал возрастание освещенности по мере

Рис. 270. Изменение формы фронта волны при прохождении через

Линзу

приближения к точке схождения лучей. Роль оптических си­стем сводилась к преобразованию формы волновых фронтов. С точки зрения волновых представлений распростране­ние света есть распространение волн, а роль лучей играют линии, перпендикулярные к поверхности фронта волны. Характер распространения света задается формой фронта волны (волновой поверхностью). Так, параллельный пучок лучей соответствует плоской волне, фронт которой имеет форму плоскости, перемещающейся парал­лельно самой себе. Сходящиеся в точке или расхо­дящиеся из точки пучки соответствуют сферическим волновым поверхностям, центр которых лежит в точке схож­дения или расхождения лучей. Изменение кривизны фронта волны означает изменение угла схождения лучей.

Таким образом, прохождение волны через систему линз или зеркал сводится к изменению формы ее фронта (рис. 270).

Рис. 271. Изменение формы фронта волны при отражении (фотографии звуковой волны в воздухе: 1 — падающая волна, 2 — отраженная волна). Отражение сферической волны от: а) плоского зеркала — кри­визна фронта волны неизменна; б) выпуклого зеркала — кривизна фронта волны увеличивается; в) параболического зеркала (источник — в фокусе зеркала) — фронт волны становится плоским; г) эллиптиче­ского зеркала (источник — в фокусе А зеркала) — волна сходится