promienie świetlne zmieniają kierunek, gdy odbijają się od powierzchni, przemieszczają się z jednego przezroczystego medium do drugiego lub podróżują przez medium, którego skład stale się zmienia. Prawo odbicia stwierdza, że przy odbiciu od gładkiej powierzchni kąt odbicia promienia jest równy kątowi padającego promienia. (Zgodnie z konwencją wszystkie kąty w optyce geometrycznej są mierzone w odniesieniu do normalnej do powierzchni—to znaczy do linii prostopadłej do powierzchni.,) Promień odbity jest zawsze w płaszczyźnie określonej przez promień padający i normalny do powierzchni. Prawo odbicia można wykorzystać do zrozumienia obrazów wytwarzanych przez płaszczyzny i zakrzywione lustra. W przeciwieństwie do luster, większość naturalnych powierzchni jest szorstka w skali długości fali światła, a w konsekwencji równoległe padające promienie światła są odbijane w wielu różnych kierunkach lub rozproszone. Odbicie rozproszone odpowiada za zdolność widzenia większości oświetlonych powierzchni z dowolnej pozycji-promienie docierają do oczu po odbiciu się od każdej części powierzchni.,

Czytaj więcej na ten temat

promieniowanie elektromagnetyczne: promieniowanie widzialne

światło widzialne jest najbardziej znana forma promieniowania elektromagnetycznego i stanowi tę część widma, na które oko jest wrażliwe….

gdy światło poruszające się w jednym przezroczystym medium napotyka granicę z drugim przezroczystym medium (np.,, powietrza i szkła), część światła jest odbijana, a część jest przekazywana do drugiego medium. Gdy przepuszczane światło przesuwa się do drugiego medium, zmienia kierunek ruchu, to znaczy jest załamywane. Prawo załamania, znane również jako prawo Snella, opisuje zależność między kątem padania (θ1) i kątem załamania (θ2), mierzonym w odniesieniu do normalnej („prostopadłej linii”) do powierzchni, w kategoriach matematycznych: N1 sin θ1 = n2 sin θ2, gdzie n1 i n2 są współczynnikiem załamania odpowiednio pierwszego i drugiego medium., Współczynnik załamania dla dowolnego ośrodka jest bezwymiarową stałą równą stosunkowi prędkości światła w próżni do jego prędkości w tym ośrodku.

z definicji współczynnik załamania dla próżni wynosi dokładnie 1., Ponieważ prędkość światła w każdym przezroczystym ośrodku jest zawsze mniejsza niż prędkość światła w próżni, współczynniki załamania wszystkich mediów są większe niż jeden, z indeksami dla typowych przezroczystych materiałów między jednym a dwoma. Na przykład współczynnik załamania powietrza w standardowych warunkach wynosi 1,0003, woda 1,33, a szkło około 1,5.

podstawowe cechy refrakcji łatwo wywodzą się z prawa Snella. Ilość zgięcia promienia świetlnego podczas przekraczania granicy między dwoma mediami jest podyktowana różnicą w dwóch współczynnikach załamania., Gdy światło przechodzi w gęstsze medium, promień jest wygięty w kierunku normy. I odwrotnie, światło wyłaniające się ukośnie z gęstszego medium jest wygięte od normy. W szczególnym przypadku, gdy wiązka padająca jest prostopadła do granicy (tzn. równa normalnemu), nie ma zmiany kierunku światła, gdy wchodzi ono do drugiego medium.

prawo Snella reguluje właściwości obrazowania soczewek. Promienie świetlne przechodzące przez soczewkę są wygięte na obu powierzchniach soczewki. Dzięki odpowiedniemu zaprojektowaniu krzywizn powierzchni można uzyskać różne efekty ogniskowania., Na przykład promienie początkowo oddalające się od punktowego źródła światła mogą być przekierowane przez soczewkę, aby zbiegły się w punkcie w przestrzeni, tworząc skupiony obraz. Optyka ludzkiego oka koncentruje się wokół właściwości ogniskowania rogówki i soczewki krystalicznej. Promienie świetlne z odległych obiektów przechodzą przez te dwa składniki i są skupione w ostry obraz na światłoczułej siatkówce. Inne systemy obrazowania optycznego obejmują proste aplikacje z pojedynczą soczewką, takie jak szkło powiększające, okulary i soczewki kontaktowe, po złożone konfiguracje wielu soczewek., Nie jest niczym niezwykłym, że nowoczesny aparat ma pół tuzina lub więcej oddzielnych elementów obiektywu, wybranych w celu uzyskania określonych powiększeń, zminimalizowania strat światła przez niechciane odbicia i zminimalizowania zniekształceń obrazu spowodowanych aberracjami obiektywu.