Optyka geometryczna – dział związany z opisem rozchodzenia się światła

Światło – czyli fala elektromagnetyczna rozchodzi się w powietrzu w innych ośrodkach optycznie jednorodnych wzdłuż linii prostych, linie te nazywamy liniami świetlnymi.

Prawo załamania światła łączy ze sobą dwa kąty - kąt padania na powierzchnię rozgraniczającą dwa ośrodki i kąt załamania powstający gdy promień przejdzie granicę i zacznie się rozchodzić w drugim ośrodku

Prawo załamania światła - stosunek sinusa kąta padania, do sinusa kąta załamania jest dla danych ośrodków stały i równy stosunkowi prędkości fali w ośrodku pierwszym, do prędkości fali w ośrodku drugim. Kąty padania i załamania leżą w tej samej płaszczyźnie.

Całkowite wewnętrzne odbicie to zjawisko fizyczne zachodzące dla fal występujące na granicy ośrodków o różnych współczynnikach załamania. Polega ono na tym, że światło padające na granicę od strony ośrodka o wyższym współczynniku załamania pod kątem większym niż kąt graniczny, nie przechodzi do drugiego ośrodka, lecz ulega całkowitemu odbiciu. Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia wykorzystywane w światłowodach, a także stosowane jest w kilku urządzeniach optycznych, np. w poniektórych budowach refraktometrów, czy w pryzmatach całkowitego odbicia.

α – kąt padania

β– kąt załamania

v1 – prędkość światła w ośrodku 1

v2 – prędkość światła w ośrodku 2

n1 – bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 1

n2 – bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 2

c - prędkość światła w próżni

Soczewki to ciała przezroczyste ograniczone z obu stron powierzchniami kulistymi lub z jednej strony powierzchnią kulistą a z drugiej płaską

Światłowód – przezroczyste włókno (szklane lub wykonane z tworzyw sztucznych), w którym odbywa się rozprzestrzenienie światła

Zdolność skupiająca równa 1D (dioptria) ma soczewka o ogniskowej 1m. Jest odwrotnością jej ogniskowej

Dyfrakcja to zjawisko polegające na zaburzeniu prostoliniowego rozchodzenia się promieni świetlnych. Dyfrakcji ulega światło tylko na takich przeszkodach (szczelinach), których rozmiary są porównywalne z długością fali świetlnej.

Interferencja - polega ona na nakładaniu się fal pochodzących z różnych źródeł. Aby powstał stabilny i możliwy do zaobserwowania obraz interferencyjny, to światło pochodzące z tych źródeł musi być spójne. Takie warunki można uzyskać, kierując światło pochodzące z jednego źródła na dwie szczeliny, z których każda będzie stanowiła odrębne źródło światła spójnego.

Cień – obszar, do którego nie dociera światło bezpośrednio ze źródła światła na skutek obecności przeszkody ustawionej na drodze promieni świetlnych, nieprzepuszczającej światła.

Półcień jest obszarem do którego docierają promienie tylko z części powierzchni źródła tzn. jeśli mamy do czynienia z przeszkodą usytuowaną na drodze promieni świetlnych biegnących od kilku punktowych źródeł światła lub od jednego źródła rozciągłego

Zaćmienie Słońca zachodzi wtedy, gdy promienie świetlne między Słońcem i Ziemią zostaną przesłonięte przez Księżyc

Zaćmienie księżyca zachodzi wtedy, gdy Ziemia znajdzie się na drodze promieni świetlnych między Słońcem i Księżycem, to zostanie zasłonięta tarcza Księżyca

Zwierciadło – wypolerowana powierzchnia np. metalu lub napylona na szkło cienka warstwa metalu itp. o nierównościach mniejszych niż długość fali świetlnej. Z tego względu zwierciadło w minimalnym stopniu rozprasza światło, odbijając większą jego część.

Prawo odbicia promienia świetlnego – kąt odbicia zawarty między promieniem odbitym a prostą prostopadłą do powierzchni odbijającej jest równa kątowi padania zawartemu pomiędzy promieniem padającym a prostą prostopadłą do płaszcznyzny odbijającej.

Ze względu na kształt powierzchni, zwierciadła dzieli się na

a)wklęsłe (skupiające) - W zwierciadle kulistym wklęsłym otrzymuje się obrazy rzeczywiste zawsze odwrócone: tej samej wielkości, powiększone lub

b)wypukłe (rozpraszające) - W zwierciadle kulistym wypukłym, powstają obrazy pozorne, mniejsze od przedmiotu i nie odwrócone, czyli proste

c)płaskie

Obraz rzeczywisty – obraz który powstaje w punkcie przecięcia się promieni przechodzących przez układ optyczny.

Obraz pozorny – obraz który powstaje w punkcie przecięcia się przedłużeń promieni rzeczywistych po ich przejściu przez układ optyczny

Ognisko zwierciadła - punkt przecięcia się promieni równoległych do osi optycznej zwierciadła po ich odbiciu się od jego powierzchni.

Ognisko pozorne – punkt w którym przecinają się przedłużenia tych promieni po przejściu przez rozpraszający układ optyczny

Ogniskowa – odległość ogniska od zwierciadła jest równa połowie promienia krzywizny zwierciadła.

1.Ogniskowa soczewki skupiającej ma wartość 15 cm. W jakiej odległości od soczewki należy umieścić świecący przedmiot aby jego obraz otrzymano na ekranie znajdującym się w odległości 30 cm od tej soczewki ?

2.Ogniskowa soczewki skupiającej ma wartość 80cm przedmiot umieszczono w odległości 50cm w jakiej odległości od soczewki powstanie obraz tego przedmiotu? Określ cechy. Oblicz zdolność powiększoną i skupiającą soczewki

3.Przedmiot o wysokości 2cm ustawiono w odległości 15cm od zwierciadła kulistego wklęsłego. Gdzie powstanie obraz i jaka będzie jego wysokość? Promień krzywizny powierzchni zwierciadła wynosi 10cm.

4.Jaki jest promień krzywizny zwierciadła wklęsłego jeżeli obraz rzeczywisty przedmiotu odległego od zwierciadła o 40cm powstał w odległości 10cm od zwierciadła

Która kreska jest załamaniem tej kreski.

1. W powietrzu 3 (z wody do powietrza większy kąt)

2. W wodzie 1 (z powietrza do wody mniejszy kąt)

Położenie przedmiotu: 0<x<f

Cechy obrazu:
- pozorny; utworzony przez przecięcie przedłużeń promieni świetlnych
- prosty, czyli nie odwrócony
- powiększony; p>1
Odległość obrazu:
- y<0

Położenie przedmiotu: x=f

Cechy obrazu:
- brak; obraz nie powstał. Promienie ani ich przedłużenia nie przetną się, ponieważ są do siebie równoległe.
Odległość obrazu:
- obraz nie powstał

Położenie przedmiotu: f<x<2f

Cechy obrazu:
- rzeczywisty; utworzony przez przecięcie promieni świetlnych
- odwrócony
- powiększony; p>1
Odległość obrazu:
- y>2f

Położenie przedmiotu: x=2f

Cechy obrazu:
- rzeczywisty; utworzony przez przecięcie promieni świetlnych
- odwrócony
- niepowiększony - rzeczywistych rozmiarów; p=1
Odległość obrazu:
- y=2f

Położenie przedmiotu: x>2f

Cechy obrazu:
- rzeczywisty; utworzony przez przecięcie promieni świetlnych
- odwrócony
- pomniejszony; p<1
Odległość obrazu:
- f<y<2f