Optica geometrică

I.Definirea opticii şi a opticii geometrice. Principii.

II.Refracţia si reflexia luminii

Optica este acea ramură a fizicii care studiază lumina şi fenomenele luminoase. Optica are

următoarele ramuri: optica ondulatorie, optica fotonică si optica geometrică.

Optica geometrică studiază propagarea luminii prin diferite medii sau prin suprafeţele de

separare ale acestora, fără a lua în considerare natura ondulatorie sau corpusculară a luminii.

Principii ale opticii geometrice:

1. Principiul propagării rectilinii a luminii: într-un mediu omogen şi izotrop lumina se

propagă în linie dreaptă până la întâlnirea unui obstacol sau a unui alt mediu.

2. Principiul independenţei propagării razelor luminoase: razele luminoase necoerente care

se întâlnesc într-un punct nu se influenţează reciproc, păstrându-şi fiecare direcţia iniţială

de propagare.

3. Principiul reversibilităţii drumului razelor: o rază de lumină care parcurge un sistem optic

într-un sens, va parcurge acelaşi sistem optic dacă este dirijată în sens invers.

4. Principiul lui Fermat: drumul optic parcurs de o rază luminoasă între două puncte este un

extremum în raport cu oricare alt drum posibil între acele puncte. Acest extrem este un

minim.

Refracţia luminii

Refracţia luminii este fenomenul de schimbare a direcţiei de propagare a luminii la

întâlnirea suprafeţei de separare a două medii optic diferite.

Una dintre legile refracţiei face referire la faptul că raza incidentă, raza refractată şi

normala în punctul de incidenţă la suprafaţa de separare a celor două medii se află în acelaşi

plan.

Cel mai adesea în viaţa de zi cu zi se poate observa refracţia atunci când privim într-un vas

cu apă: obiectele par a fi mai aproape de suprafaţă decât sunt, iar poziţia lor pare a se schimba

1

odată cu unghiul din care sunt privite. Pentru a determina poziţia unui obiect creierul uman

analizează o pereche de raze de lumină venite de la acel obiect, încercând să vadă unde se

intersectează.

Tot refracţia este fenomenul din spatele curcubeului, ori a mirajelor care apar de exemplu,

în deşert, atunci când temperatura aerului variază foarte rapid cu înălţimea.

Reflexia parţială a luminii

Reflexia luminii este fenomenul de întoarcere (parţială) a undei luminoase în mediul din

care a venit atunci când întâlneşte suprafaţa de separare a două medii optic diferite

Legile reflexiei sunt: raza incidentă, raza reflectată şi normala în punctul de incidenţă la

suprafaţa de separare a celor două medii se află în acelaşi plan; unghiul de incidenţă (i) este egal

cu unghiul de reflexie (r).

Reflexia totală a luminii

În cazul în care lumina întâlneşte un mediu optic mai puţin dens poate apărea fenomenul de

reflexie totală pentru unghiurile de incidenţă mai mari decât o valoare limită.

Reflexia totală este folosită într-o serie de aplicaţii practice, ca de exemplu transmisia prin

fibră optică, elemente optice din unele binocluri şi aparate de fotografiat, dispozitive de citire a

amprentelor digitale, etc.

2