According to Fermat’s principle, the derivative of the optical path length is zero. In this section, we derive from Fermat’s principle the three laws of geometrical optics, namely, rectilinear propagation in a homogeneous medium, refraction at an interface between two homogeneous media, and reflection at an interface. وفقا لمبدأ فيرما ، فإن مشتق طول المسار البصري هو صفر. في هذا القسم ، نستمد من مبدأ فيرما القوانين الثلاثة للبصريات الهندسية ، وهي الانتشار المستقيم في وسط متجانس ، والانكسار عند واجهة بين وسطين متجانسين ، والانعكاس في الواجهة.
Rectilinear Propagation التكاثر المستقيم
Principle of Reversibility مبدأ الانعكاس
Refraction الانكسار
Consider refraction of a ray at an interface between two media of refractive indices nn and nn ', as illustrated in Figure. ضع في اعتبارك انكسار شعاع عند واجهة بين وسطين من معامل الانكسار nn و nn '، كما هو موضح في الشكل.
The refraction equation is usually called Snell’s law and is written as عادة ما تسمى معادلة الانكسار قانون سنيل وتكتب على النحو التالي
Where ii and rr are the angles of incidence and refraction of the incident and refracted rays from the surface normal at the point of incidence. The incident ray, the reflected ray, and the surface normal are coplanar. أين ii وهل rr زوايا الوقوع والانكسار للحادث والأشعة المنكسرة من السطح طبيعية عند نقطة السقوط. الشعاع الساقط والشعاع المنعكس والسطح الطبيعي متساوي.
Reflection انعكاس
Now consider the reflection of a ray from a reflecting surface, as illustrated in Figure. الآن ضع في اعتبارك انعكاس شعاع من سطح عاكس ، كما هو موضح في الشكل.
Experiments and theory show that the angle of reflection equals the angle of incidence: i=ri=r relationship is called the law of reflection. تظهر التجارب والنظرية أن زاوية الانعكاس تساوي زاوية السقوط: i=ri=r تسمى العلاقة قانون الانعكاس.
Optical systems الأنظمة البصرية
An optical system consists of a succession of elements, which may include lenses, mirrors, light sources, detectors, projection screens, reflecting prisms, dispersing devices, filters and thin films, and fibre-optics bundles. يتكون النظام البصري من سلسلة من العناصر ، والتي قد تشمل العدسات والمرايا ومصادر الضوء وأجهزة الكشف وشاشات الإسقاط والمنشورات العاكسة وأجهزة التشتيت والمرشحات والأغشية الرقيقة وحزم الألياف البصرية.
Plane Mirror مرآة الطائرة
A plane mirror is a smooth or highly polished surface that reflects light in order to form an image. المرآة المستوية عبارة عن سطح أملس أو مصقول للغاية يعكس الضوء من أجل تشكيل صورة.
When a plane mirror is rotated through an angle alpha\alpha the reflected ray turns through the angle 2alpha2 \alpha. عندما يتم تدوير مرآة مستوية من خلال زاوية alpha\alpha ، يدور الشعاع المنعكس عبر الزاوية 2alpha2 \alpha .
Refraction through a Transparent Sheet الانكسار من خلال ورقة شفافة
Let the ray is incident at face A. Apply the Snell’s law at faces A and B. دع الشعاع يسقط في الوجه أ. قم بتطبيق قانون سنيل على الوجهين A و B.