Лучи света

На опыте можно проверить, как лучи света меняют направление при переходе, например, из воздуха в воду. Возьмите непрозрачную металлическую или фарфоровую кружку. На дно ее положите стопкой 5–6 монет. Теперь, не спуская взгляда с монет, отводите голову до тех пор, пока край кружки не закроит их от вас. Не меняя положение головы, медленно лейте в кружку воду. Лучи света начнут попадать в глаз и монеты снова станут видимыми. Рисунок объясняет это явление. Лучи, отражаемые монетами, по выходе из воды преломляются и попадают в глаз. При этом монеты и дно кружки, представляясь на прямом продолжении лучей зрения, кажутся приподнятыми.

На опыте можно проверить, как лучи света меняют направление при переходе, например, из воздуха в воду

Лучи света такое "проделывают" постоянно. Возьмите стакан, наполните его водой, опустите в него ложку. Вы увидите, что в том месте, где ложка входит в воду, она как бы преломляется, ломается. На самом деле, преломляются лучи света (см. рисунок) и такое явление называется преломлением света.

Понятие лучи света является приближением геометрической оптики. В этом определении подразумевается, что ход светового луча не зависит от поперечных размеров пучка света. В действительности, узкий пучок света распространяется не в каком-то одном направлении, а имеет конечное угловое распределение. Однако в тех случаях, когда характерные поперечные размеры пучков света достаточно велики по сравнению с длиной волны, можно пренебречь расходимостью пучка лучей света и считать, что он распространяется в одном единственном направлении: вдоль светового луча. Вообще, считается, что все свойства среды, сквозь которую проходят лучи света, изменяются на расстояниях порядка длины волны света очень слабо. Поэтому, если свойства среды не зависят от координат (то есть если среда однородна), то лучи света являются прямыми.

Напомним, что представляет собой пучок лучей света - это набор близких световых лучей. Поперечные размеры пучка не обязаны оставаться неизменными, поскольку в общем случае разные световые лучи не параллельны друг другу. Важным случаем пучков лучей света являются гомоцентрические пучки, то есть такие пучки, все лучи которого пересекаются в какой-либо точке пространства. Такие пучки света могут быть формально получены из точечного источника света с помощью идеальной линзы. Негомоцентрические пучки не сходятся в одну точку пространства.

Инструменты