光が光源から別の場所に移動するには、3つの方法があります。 (図1を参照してください。)それは、太陽から地球へのような空の空間を通ってソースから直接来ることができます。 または、光は、空気やガラスなどの様々な媒体を通って人に移動することができます。 光はまた、ミラーなどによって反射された後に到着することができます。 これらのすべての場合、光は光線と呼ばれる直線で移動するものとしてモデル化されます。 光は、物体(鏡など)に遭遇したとき、またはある材料から別の材料へ(空気からガラスへの通過など)に遭遇したときに方向を変えることがありますが、そ 光線という言葉は数学から来ており、ここではある点に由来する直線を意味します。 光線をレーザー光線(または光線銃のsf描写)として視覚化することは許容されます。
レイ
“レイ”という言葉は数学から来ており、ここではある時点から始まる直線を意味します。
図1. 光が光源から別の場所に移動するための3つの方法。 (a)光は、ソースから直接空の空間を通って移動する地球の上層大気に到達します。 (b)光は、二つの方法のいずれかで人に到達することができます。 それは空気およびガラスのような媒体を通って移動できます。 また、鏡のような物体から反射することもできます。 ここに示されている状況では、光は光線のように直線で移動するのに十分な大きさの物体と相互作用します。
私たち自身の経験と同様に、実験は、光がその波長の数倍の大きさの物体と相互作用するとき、それは直線で移動し、光線のように作用することを示 そのような状況では、その波特性は顕著ではない。 光の波長はミクロン(ミリメートルの千分の一)未満であるため、ミクロンよりも大きな物体に遭遇する多くの一般的な状況では光線のように機能します。 例えば、鏡のような肉眼で見ることができるものに光が遭遇すると、それは微妙な波の特性だけを持つ光線のように作用します。 この章では、光線の特性に焦点を当てます。
光は直線で移動し、材料と相互作用するときに方向を変えるので、幾何学と単純な三角法によって記述されます。 したがって、光の光線の側面が支配的な光学系のこの部分は、幾何学的光学系と呼ばれます。 光が物質と相互作用するときに光がどのように方向を変えるかを支配する2つの法則があります。 これらは、光が物質を跳ね返る状況のための反射の法則であり、光が物質を通過する状況のための屈折の法則である。
幾何光学
光の光線面を扱う光学の部分は幾何光学と呼ばれます。
セクションの概要
ある点を起点とする直線を光線と呼びます。
光の光線面を扱う光学の部分は幾何光学と呼ばれます。
光は光源から別の場所へ3つの方法で移動することができます:(1)光源から空の空間を通って直接、(2)様々な媒体を通って、(3)鏡から反射された後。
問題&演習
図2に示すように、男が鏡の前に立っていると仮定します。 彼の目は床の上の1.65mであり、彼の頭の上は0.13m高いです。 彼は彼の頭の上と彼の足の両方を見ることができる最小の鏡の上下の床の上の高さを見つけます。 この距離は男性の身長とどのように関係していますか?
図2。 数フィートの距離で壁に鏡の前に立っている男。 鏡の上部は目の高さにありますが、その底部は腰の高さだけです。 矢印は、男が鏡の中で頭からつま先まで彼の反射を見ることができる方法を示しています。
用語集
光線:ある点に由来する直線
幾何光学:光の光線の側面を扱う光学の一部
問題の解決&演習
床から上1.715m、下0.825m。 ミラーの高さは0.890m、または人の正確に半分の高さです。