Физика. Часть 3. Колебания и волны. Волновая оптика. Дымченко Н.П - 58 стр.

                      1. Геометрическая оптика
     Законы геометрической оптики. Длительный процесс исследования
свойств света позволил разрешить важнейший методологический вопрос – во-
прос о его природе. С созданием теории электромагнитного поля Дж. К.
Максвеллом стало ясно, что свет представляет собой электромагнитную волну.
Волновой характер света проявляется в таких физических явлениях, как интер-
ференция и дифракция.
     Вместе с тем дальнейшие исследования, проведенные в конце XIX в. и
первой половине XX в., показали, что данные представления не полностью от-
ражают суть природы света. Было открыто множество доказательств более
сложных представлений о природе света, чем просто электромагнитной волне.
Тепловое излучение, внешний фотоэффект, эффект Комптона, опыты Боте, Ва-
вилова и многие другие показали, что свет подобен частице, названной
фотоном. Таким образом, было твердо установлено, что свет обладает двойст-
венной природой. В одних явлениях проявляются волновые свойства света, в
других –    корпускулярные. Говорят, что свет обладает корпускулярно–
волновым дуализмом. Чем больше частота света, тем в большей степени прояв-
ляются корпускулярные ( квантовые) свойства света. С уменьшением частоты
на первый план выступают волновые свойства света.
     Раздел физики, в котором изучаются явления на основе представлений о
свете как электромагнитной волне, называют волновой оптикой. Представления
о свете как потоке частиц (фотонов) лежат в основе квантовой оптики.
     Основной задачей волновой оптики является установление закономерно-
стей распространения световых волн в прозрачных средах и взаимодействия
света с веществом. При этом под световыми волнами понимают электромаг-
нитные волны, длина волны которых лежит в пределах от 900                нм
(инфракрасные волны) до 0,1 нм (мягкие рентгеновские волны).
     Строгое решение этих задач возможно на основе решения уравнений Мак-
свелла. Анализ особенностей распространения световых волн на основе
принципа Гюйгенса – Френеля (см. раздел « Дифракция световых волн») пока-
зывает, что ввиду малости длины волны света законы оптики можно
формулировать на языке геометрии с использованием понятия светового луча.
Под световым лучом будем понимать те направления в пространстве, вдоль ко-
торых распространяется энергия световой волны. Раздел оптики, в котором
распространение света рассматривается на основе понятия световых лучей, на-
зывают геометрической оптикой.
     Прежде чем перейти к ее рассмотрению, дадим определение абсолютного
показателя преломления света. Известно, что скорость света в среде v меньше


                                    58