SOFIZMAT

1. Przybliżenie w optyce geometrycznej

Jednym z praw, na których opiera się optyka geometryczna jest prawo prostoliniowego rozchodzenia się światła, jeśli ośrodek jest jednorodny (i nie ma wobec tego odbicia ni załamania). Wyobrażamy sobie, że światło rozchodzi się w postaci promieni i wiązek, i jeśli nie natrafi na ośrodek niejednorodny, to się porusza prostoliniowo. Dlaczego to jest przybliżenie? Między innymi dlatego, że idealne promienie świetlne nie istnieją. Żeby otrzymać taki promień, trzeba wziąć przesłonę z bardzo małym otworkiem (nazywamy to diafragmą). Ale jeśli ten otworek jest rzeczywiście bardzo mały, coraz większe znaczenie mają zjawiska, które psują założone prostoliniowe rozchodzenie się światła. Od początku XIX wieku wiadomo, że światło jest rodzajem fali. Z ruchem falowym wiążą się pewne zjawiska. Oprócz odbicia, załamania są to interferencja i dyfrakcja. Interesować nas będzie zwłaszcza to ostatnie zjawisko. Na czym ono polega? Już wiecie. Na tym, że światło w pobliżu krawędzi i otworów nie rozchodzi się prostoliniowo. Dlaczego zatem nie zarzucić optyki geometrycznej na rzecz dokładnej optyki falowej? Bo te same obliczenia prowadzone w ramach optyki falowej są nieporównanie bardziej skomplikowane. Nie po raz pierwszy potykamy się z uproszczeniem rzeczywistości, by ułatwić sobie liczenie. Optyka geometryczna ma duże znaczenie praktyczne w projektowaniu i wytwarzaniu przyrządów optycznych takich choćby jak okulary.