Geometrinė optika

Geometrinė optika arba spindulių optika – optikos sritis, aprašanti šviesos sklidimą spindulio sąvokos pagalba. Įprastiniu atveju, spindulys yra tiesė, jungianti taškus, ties kuriais pasikeičia sklidimo terpės optinės savybės. Tačiau terpėje, kurioje lūžio rodiklis priklauso nuo padėties, spinduliai bus kreivės.

Spindulys geometrinėje optikoje yra abstraktus objektas arba įrankis, skirtas aprašyti šviesos bangos elgesį. Spindulys yra statmenas realaus fizikinio darinio – bangos – bangos frontui. Geometrinė optika suformuluoja taisykles, nusakančias šių spindulių sklidimą per įvairias optines sistemas, tuo būdu leisdama nusakyti bangos fronto elgesį. Tačiau banga pilnai aprašoma yra ne tik fazės, bet ir amplitudės, vertėmis. Dėl šios priežasties geometrinės optikos metodais yra neįmanoma pilnai nusakyti bangų elgesį. Geometrinė optika yra žymiai supaprastinta optikos teorija, neaprašanti tokių reiškinių kaip difrakcija ir poliarizacija. Šie reiškiniai yra nagrinėjami tikslesniame optikos artinyje – bangų optikoje.

Geometrinė optika šviesos sklidimo reiškinius tiksliai aprašo tik tada, kai šviesos bangos ilgis daug mažesnis už jos kelyje pasitaikančių kliūčių matmenis. Geometrinė optika sėkmingai aprašo vaizdų sudarymą, apdorojimą įvairiuose optiniuose prietaisuose bei tų prietaisų netobulumus.

Dažnai geometrinė optika yra dar labiau supaprastinama padarius prielaidą, kad spinduliai sklinda prietaise mažais kampais apie prietaiso optinę ašį. Šis artinys yra vadinamas paraksialiniu artiniu arba „mažu kampų artiniu“. Šiame artinyje optinės sistemos atsakas tampa tiesinis, taip leisdamas optines sistemas bei jų sudedamąsias dalis aprašyti matricų pagalba. Tokiu būdu yra nustatomos apytikslės objektų ir atvaizdų padėtys, apytikslės didinimo bei mažinimo vertės. Šis artinys yra pakankamai tikslus aprašyti didžiajai daliai kasdienės apyvokos optinių prietaisų – akinių, padidinimo stiklų, fotokamerų bei apšvietimo sistemų.

Optika