Was ist geometrische Optik?

DAS Optik es ist der Teil der Physik, der für das Studium des Lichts und der damit verbundenen Phänomene verantwortlich ist. Da Licht ein duales Verhalten hat und als Welle oder Teilchen betrachtet werden kann, gliedert sich das Studium der Optik in zwei Teile:

  • physikalische Optikoptic – unter Berücksichtigung der Wellennatur des Lichts;

  • geometrische Optik – wenn Licht als Teilchen betrachtet wird und seine Studien auf dem Konzept von. basieren Lichtstrahlen, dem Licht ein geometrisches Modell geben.

Wichtige Definitionen der geometrischen Optik

Da der Fokus dieses Textes nur auf der geometrischen Optik liegt, wollen wir uns, bevor wir ihre Prinzipien kennenlernen, einige wichtige Definitionen ansehen:

Sie Lichtstrahlen sind Liniensegmente, die die Richtung und Richtung von. darstellen Mondausbreitungz. Sie können von zwei Arten von Quellen ausgestellt werden:

  • primäre Quellen: die ihr eigenes Licht ausstrahlen, wie die Sonne, die Flamme einer Kerze oder einer Lampe;

  • Sekundärquellen: die das Licht reflektieren, das sie von einer Primärquelle empfangen, wie zum Beispiel der Mond, der das Licht der Sonne reflektiert, oder ein Buch, das nur gesehen werden kann, wenn es das Licht einer Lampe reflektiert.

Lichtquellen können auch nach ihrer Größe klassifiziert werden:

  • Umfangreiche Schriftarten: wenn sie beträchtliche Abmessungen im Vergleich zu den Abmessungen des zu beleuchtenden Objekts aufweisen. Zum Beispiel: eine Glühbirne, die in der Nähe eines Buches brennt;

  • Punktquellen: wenn die Abmessungen der Lichtquelle in Bezug auf das zu beleuchtende Objekt als vernachlässigbar angesehen werden.

Ein Satz von Lichtstrahlen bildet einen Lichtstrahl. Das von einer Punktquelle emittierte Licht breitet sich in alle Richtungen aus, daher heißt es divergenter Lichtstrahl. Wenn die Strahlen parallel sind, wie im Fall von Licht, das von einer Taschenlampe emittiert wird, sagen wir, dass der Lichtstrahl ist konvergent.

Der von der Taschenlampe emittierte Lichtstrahl hat parallele Lichtstrahlen, das heißt, er konvergiert
Der von der Taschenlampe emittierte Lichtstrahl hat parallele Lichtstrahlen, das heißt, er konvergiert

Prinzipien der geometrischen Optik

Es gibt drei Prinzipien, die von der Geometrischen Optik verwendet werden, um Lichtphänomene zu erklären.

Der erste heißt Prinzip der geraden Lichtausbreitung und stellt fest, dass:

In homogenen und transparenten Medien breitet sich Licht geradlinig aus.“

Dieses Prinzip erklärt mehrere Phänomene, wie die geometrische Ähnlichkeit zwischen dem Schatten und dem Objekt, das ihn erzeugt, sowie die Bildung von Halbschatten und Finsternisse.

Das zweite Prinzip der geometrischen Optik ist das von Unabhängigkeit von Lichtstrahlen, die folgende Aussage hat:

Wenn sich zwei oder mehr Lichtstrahlen kreuzen, ändert einer die Ausbreitung des anderen nicht.“

Die beiden Lichtstrahlen schneiden sich und breiten sich weiter in die gleiche Richtung aus
Die beiden Lichtstrahlen schneiden sich und breiten sich weiter in die gleiche Richtung aus

Schließlich das dritte Prinzip, die Umkehrbarkeit von Lichtstrahlen:

Der Weg des Lichts ist unabhängig von seiner Ausbreitungsrichtung.“

DAS Geometrische Optik ist verantwortlich für das Studium verschiedener physikalischer Konzepte, einschließlich der Bildung von Schatten, Dunkelheit und Finsternis; Das Reflexion und der Lichtbrechung, sowie die Bildung des Bildes in Spiegeln, in der Linsen und in optischen Instrumenten.


Von Mariane Mendes
Abschluss in Physik

Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-optica-geometrica.htm

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