Геометриялық оптика

Бойымен жарық энергиясы тасымалданатын түзуді жарық сәулесі деп атайды.

Геометриялық оптиканың негізіне келесі төрт заң жатады:

1) Жарықтың таралу заңы

2) Жарықтың сәулелерінің тәуелсіздік заңы

3) Жарықтың шағылу заңы

4) Жарықтың сыну заңы

1) Біртекті ортада жарық түзу сызықпен таралады.

2) Жарықтың сәулелері түйіскенде бір-біріне кедергі келтірмей, тәуелсіз таралады.

3) Жарық бір ортадан екінші ортаға түскенде орталар шекараларында аз-көпті шағылады. Түскен жарық, шағылған жарық және түсу нүктесіне тұрғызылған түзу бір жазықтықта жатады.

Түсу бұрышы шағылу бұрышына тең болады.

4) Жарық бір мөлдір ортадан екінші мөлдір ортаға өткенде өзінің таралу бағытын өзгертеді, яғни сынады.

Түсу бұрышының синусының сыну бұрышының синусына қатынасы тұрақты болады.

,

мұндағы: - екі ортаның салыстырмалы сыну көрсеткіші, және

сәйкесінше бірінші және екінші орталардың абсолют сыну көрсеткіштері.

- екі ортаның салыстырмалы сыну көрсеткішінің сол орталардағы жарықтың таралу жылдамдықтарының қатынасы арқылы өрнектелуі.

Сыну көрсеткіші үлкен ортаны оптикалық тығыз орта деп атайды.

Жарық оптикалық тығыздығы үлкен ортадан тығыздығы аз ортаға өткенде байқалатын құбылысты толық ішкі шағылу деп атайды.

Келесі өрнек толық ішкі шағылу заңы деп аталады:

,

мұндағы: - толық ішкі шағылудың шекті бұрышы.

Жарық сәулесінің оптикалық жүрген жолы деп сол ортаның сыну көрсеткішінің жарық сәулесінің жүрген жолының геометриялық ұзындығына көбейтіндісіне тең шаманы айтады.

Геометриялық оптиканың заңдылықтарының негізіне Фермо принципі жатады.

Кез-келген ортада жарық таралуына ең аз уақыт кететіндей бағытпен, яғни оптикалық ұзындығы ең аз болатындай бағытпен таралады.