Optyka geometryczna - wprowadzenie.

Założeniem optyki geometrycznej jest, że światło rozchodzi się jako strumień promieni. Przyjmuje się też, że promienie te biegną prostoliniowo od źródła światła do momentu w którym napotkają na przeszkodę, lub zmianę ośrodka.

Trzeba tu jednak od razu zaznaczyć, że pojęcie promienia światła nie jest ścisłe i przy bliższej analizie okazuje się, że nieco mija się z rzeczywistością. Powody są  przynajmniej dwa:

  1. Po pierwsze światło ma naturę kwantową – czyli jest jakby pokawałkowane w miniaturowe porcje, a nie jest ciągłym ciągłym „sznurkiem”; 
  2. po drugie zaś – ulega ono dyfrakcji i interferencji w wyniku czego może ono nawet omijać przeszkody, jako że przecież światło ma naturę falową.

Jednak w wielu typowych, znanych z codziennego życia sytuacjach model optyki geometrycznej całkiem nieźle się sprawdza – w oparciu o niego świetnie działają takie przyrządy jak: aparaty fotograficzne, okulary, lornetki i teleskopy. Wszystkich zaś, którzy chcieliby się dowiedzieć więcej o naturze światła zapraszam do przeczytania rozdziału Czym jest światło?

Dla nie zainteresowanych (przynajmniej w tym momencie) problemami istoty zjawiska pozostaje wspomniany model optyki geometrycznej omawiany w kolejnych tematach tego działu. Jest on może nie do końca zgodny z rzeczywistością (szczególnie, gdy wchodzimy w świat bardzo małych obiektów i bardzo małych energii), jednak wciąż użyteczny. 
I ten ostatni powód jest wystarczającym aby lepiej poznać zasady optyki geometrycznej.

Rozchodzenie się światła

W czym rozchodzi się światło?
- na pewno w ośrodkach przezroczystych - np. w powietrzu, szkle, wodzie. Niestety w ośrodkach materialnych światło jest zawsze w jakimś stopniu pochłaniane.
Najlepiej (najszybciej i bez strat) światło rozchodzi się w próżni.

Jak szybko rozchodzi się światło?
- W próżni biegnie ono z ogromną (ale skończoną) prędkością wynoszącą 299 792 458 m/s. Tak wielka prędkość powoduje, że gigantyczna odległość jaka dzieli Słońce od Ziemi (ok. 150 mln km) światło pokonuje w ciągu 8 minut, zaś podróż na Księżyc zajmuje mu tylko trochę ponad 1 s. 
Prędkość światła w próżni jest ważną stałą uniwersalną.
W ośrodkach materialnych prędkość rozchodzenia światła jest mniejsza - np. w wodzie wynosi ok. 3/4 prędkości w próżni. 

Następny rozdział: >> Zjawiska optyki geomaterycznej