Optyka geometryczna - wzory i zależności
Optyka geometryczna opisuje zachowanie światła jako promieni. Najważniejszym parametrem jest prędkość światła w próżni wynosząca c=3⋅108sm. Gdy światło przechodzi przez różne ośrodki, jego prędkość zmienia się, co wyrażamy za pomocą współczynnika załamania n=vc.
Przy analizie obrazów tworzonych przez soczewki i zwierciadła, kluczowym wzorem jest równanie soczewki/zwierciadła: f1=x1+y1, gdzie f to ogniskowa, x to odległość przedmiotu, a y to odległość obrazu. Warto zapamiętać, że y>0 oznacza obraz rzeczywisty, a y<0 oznacza obraz pozorny.
Ogniskowa soczewki zależy od jej kształtu: f1=(ns−1)(R11+R21), gdzie ns to współczynnik załamania materiału soczewki, a R1 i R2 to promienie krzywizn. Dla zwierciadła ogniskowa wynosi połowę promienia krzywizny: f=2R.
💡 Wskazówka: Zapamiętaj typowe wartości współczynników załamania: dla próżni n=1, dla wody n=34 (około 1,33), a dla szkła n=1,5. To pomoże Ci szybko rozwiązywać zadania bez konieczności wyszukiwania danych.
Gdy światło przechodzi z jednego ośrodka do drugiego, stosujemy prawo załamania: sinβsinα=v2v1=n1n2=λ2λ1. To prawo jest niezbędne przy analizie zachowania światła na granicy dwóch ośrodków.
Powiększenie obrazu określamy wzorem m=∣xy∣=∣x−ff∣ lub m=hph0, gdzie h0 i hp to wysokości obrazu i przedmiotu. Z kolei zdolność skupiająca soczewki to odwrotność ogniskowej: Z=f1, mierzona w dioptriach D.