ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

Термин "оптика" происходит от древнегреческого слова "ὀπτική"(оптика), что означает науку о зрительных восприятиях. Первые представления древних ученых о свете были весьма наивны. Считалось, что из глаз выходят особые тонкие щупальца и зрительные впечатления возникают при ощупывании ими предметов. С тех пор многое изменилось в понимании природы света.

От источника света, например от лампочки, свет распространяется во все стороны и падает на окружающие предметы, вызывая, в частности, их нагревание. Попадая в глаз, свет вызывает зрительные ощущения — мы видим. Можно сказать, что при распространении света происходит передача воздействий от одного тела (источника) к другому (приемнику). Вообще же действие одного тела на другое может осуществляться двумя способами: либо посредством переноса вещества от источника к приемнику, либо же посредством изменения состояния среды между телами (без переноса вещества). С 18 века в физике шла борьба между приверженцами волновой теории и корпускулярной теории.

Известный ученый И.Ньютон считал: свет - это поток корпускул (от лат.: "corpus"(тело) плюс уменьшительный суффикс "cula", что означает "тельце" или "частица") выбрасываемых светящимся телом, которые распространяются в пространстве прямолинейно. Это предположение подтверждалось законом прямолинейного распространения света. Прямолинейностью распространения света объясняются тени и полутени. Закон прямолинейного распространения света: в оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно. В оптически неоднородной среде световые лучи могут изгибаться.

Английский ученый Р.Гук считал: свет – это механические волны. Подтверждением этой теории были работы Х. Гюйгенса, Т. Юнга, О. Френеля и др.

Благодаря этим исследованиям повилась корпускулярно-волновая теория, согласно которой свет имеет двойственную природу (корпускулярно-волновой дуализм): свет обладает волновыми свойствами и представляет собой электромагнитные волны, но одновременно является и потоком частиц – фотонов. В зависимости от светового диапазона проявляются в большей мере те или иные свойства. Корпускулярно-волновой дуализм - это проявление взаимосвязи двух основных форм материи, изучаемых физикой - вещества и поля.

Геометрической оптикой называется раздел оптики, в котором изучаются законы распространения света в прозрачных средах и законы его отражения от зеркальных поверхностей на основе представления о световом луче. Одним из основных положений геометрической оптики является положение о прямолинейности распространения света. Законы преломления и отражения света были установлены экспериментально задолго до выяснения природы света.