Оптика – жарықтың табиғатын және жарық құбылыстарын зерттейтін физиканың бөлімі.
Геометриялық оптика – жарықтың табиғатын қарастырмай, оның тек таралуын зерттейтін оптиканың бөлімі.
Геометриялық оптика — оптиканың жарықты геом. сызық ретінде қарастыра отырып, жарықтың таралу заңдарын зерттейтін бөлімі.
Оптика – жарық табиғатын, жарық құбылыстарын және жарықтың затпен әсерлесуін зерттейтін физика бөлімі.
Оптикалық сәулелену электромагниттік толқын болып табылады, сондықтан оптика электромагниттік өрісті жалпы зерттеудін бөлімі болып табылады.
Оптика қарастырылатын құбылыстарына қарай геометриялық (сәулелік), толқындық (физикалық), кванттық (корпускулярлық) болып бөлінеді.
✅Жарық сәулесі дегеніміз - бойымен жарық энергиясы таралатын немесе толқын шебіне перпендикуляр жүргізілген және толқын ұйытқуының таралу бағытын көрсететін сызық.
Геометриялық оптикада жарықтың таралуын түсіндіретін негізгі 4 заң бар:
1. Жарықтың түзусызықты таралу заңы: жарық сәулесі біртекті ортада түзу сызық бойымен таралады.
2. Жарықтың тәуелсіз таралу заңы: жарық сәулелері кездескенде бір-бірінің әрі қарай таралуына әсер етпейді.
3. Жарықтың шағылу заңы:1) түскен сәуле, шағылған сәуле және екі ортаның шекарасындағы сәуленің түсу нүктесіне тұрғызылған перпендикуляр бір жазықтықта жатады; 2) Альфа түсу бұрышы гамма шағылу бұрышына тең;
4. Жарықтың сыну заңы: 1) түскен сәуле, сынған сәуле, екі ортаның шекарасындағы сәуленің түсу нүктесіне тұрғызылған перпендикуляр бір жазықтықта жатады; 2) Түсу бұрышының синусының сыну бұрышының синусына қатынасы берілген екі орта үшін тұрақта шама және ол бірінші ортаның екінші ортаға қатысты сыну көрсеткіші деп аталады:
Яғни,
✅Ферма принципі. Біртекті ортада жарықтың түзусызықты бойымен қозғалу заңын, екі орта шекарасынан жарықтың сынуы мен шағылу заңын 17 ғ. ортасында Франция ғалымы Пьер Ферма ұсынған Ферма принципі көмегімен оңай түсінуге болады:
"Жарық кеңістіктің бір нүктесінен екінші нүктесіне ең аз уақыт кететін жолмен жүріп өтеді (таралады)".
Easy
Сәуленің түсу бұрышы 300 . Жарықтың шағылу бұрышы:
Екі ортаны бөліп тұрған шекараға сәуле бұрышпен түседі. Сынған сәуле мен шағылған сәуле арасындағы бұрыш 90 градус болса, сыну көрсеткіші?
Толық ішкі шағылу: Сыну көрсеткіші екі түрлі орталардан, сыну көрсеткіші төмен орта оптикалық аз тығыздалған деп аталады, ал сыну көрсеткіші жоғары орта – оптикалық көп тығыздалған.
Оптикалық көп тығыздалған ортадан аз тығыздалған ортаға өткенде сыну бұрышы түсу бұрышы –дан үлкен болады. Түсу бұрышы қандай да бір мәніне ие болған кезде, сыну бұрышы градусқа тең болады .
Бұл жағдайда сынған сәуле орталардың шекара жазықтығы бойымен өтеді. Түскен бұрышы үлкен болған жағдайда, сынған сәуле болмайды, ал түскен сәуле орталардың бөлу шекарасынан толығымен шағылады. Толық ішкі шағылу құбылысы байқалады.
Толық ішкі шағылу кезінде сыну бұрышы болған шартта ғана шекті бұрыш анықталады.
*Толық ішкі шағылу заңы:
Толық ішкі шағылу құбылысы әр түрлі оптикалық приборларда (биноколь, перископ), сондай-ақ сыну көрсеткіштерін өлшеуде қолданылады.
Мысал,
Салыстырмалы сыну көрсеткіші 2-ге тең екі ортаның шекарасына түсетін сәуленің ішкі толық шағылу бұрышы нешеге тең?
Ақ жарықты спектрге жіктейтін оптикалық құрал: призма
Линза дегеніміз - екі жақы сфералық беттермен шектелген мөлдір дене.
Олар шашыратқыш және жинағыш болып келеді.
Линзаның сфералық беттерінің қисықтық центрлері арқылы өтетін түзуді линзаның бас оптикалық осі деп атайды. Линзаның оптикалық осінің центріндегі нүктені оптикалық центр дейміз.
Линзаның қалыңдығы сфералық беттердің қисықтық радиусына шамалас тең болған жағдайда, бұл қалың линза болып табылады, ал әлдеқайда кішірек болса, онда бұл жұқа линза болып табылады.
Жинағыш линзалардың тобына ортасы жуан линзалар кіреді, олардың ортасы жиектеріне қарағанда жуан болып келеді, ал шашыратқыш линзалардың кері болады.
Бірақ кейбір кезде шашыратқыш линзаларда жуан болып келуі мүмкін, мысалға судың астындағы ауа көпіршігі, шашыратқыш линзаға жатады.
Линзалардың негізгі кемшіліктері:
Сфералық аберрация (лат. aberratio — ауытку) — жалпақ параллелъ сәулелер шоғын қолданғанда линзада бір фокустың орнына бірнеше фокустың пайда болуы. Сфералық аберрацияны жою үшін арнайы линзалар, диафрагма және линзалар жүйесі қолданылады.
Хроматтық аберрациядегеніміз — линзалар жарық сәулелерін фокусқа жинағанда түске боялган дақтардың пайда болуы. Жарық толкындарының сынуы олардың ұзындықтарына тәуелді (толқынның үзындығы үлкен болған сайын оның сынуы кіші) болғандықтан аталған кемшілік байқалады. Хроматтық аберрацияны арнайы линзалар жүйелерінің (ахроматтар мен анахроматтар) көмегімен түзетеді.
Астигматизм— линзаның ұзын және көлденең өлшемдеріне, яғни линзаның қисықтығына тәуелді болатын ақау. Егер дөңгелек линзалар қолдансақ, онда астигматизм жойылады.
Дисторсия (лат. distorsio — қисаю) дегеніміз — кескінніц қисаюы. Бұл қисаю көру аймағы шегінде линзаның көлденең үлғаюының бірдей болмауынан туады. Осы жағдайда нәрсе мен оның кескінінің геометриялық ұқсастығы бұзылады. Мысалы, линза берген квадраттың кескіні көпшік немесе бөшке тәріздес болып шығуы мүмкін. Геодезия мен ұшақтан суретке түсірген кезде дисторсияны болдырмауға ерекше назар аударылады.