Optaic gheoiméadrach

Cur síos ar fhorleathadh solais ó thaobh gathanna is ea an optaic gheoiméadrach.
Coincheap teibí is ea an ga san optaic gheoiméadrach, atá úsáideach le haghaidh meastacháin a dhéanamh ar na conairí ina thaistealaíonn an solas faoi chúinsí áirithe.
Maidir le gathanna solais, bíonn an optaic gheoiméadrach bunaithe ar na tuiscintí bunúsacha seo a leanas; 
 i línte díreacha a fhorleathann na gathanna agus iad ag taisteal i meán aonchineálach
 lúbann na gathanna, agus i gcásanna faoi leith, gur féidir leo scoilt ina dhá leath idir dhá mheán éagsúil
 leanann siad conairí cuartha i meán ina n-athraíonn an chomhéifeacht athraonta
 is féidir leo bheith ionsúite nó frithchaite.

Ní mhíníonn an optaic gheoiméadrach éifeachtaí optúla áirithe ar nós díraonta agus trasnaíochta. Tá an simpliú seo úsáideach i gcleachtas; is neasúchán den scoth é nuair a bhíonn an tonnfhad beag i gcomparáid le méid na struchtúr a mbíonn an solas idirghníomhach leis. Baineann na teicnící go háirithe le cur síos ar ghnéithe geoiméadracha an íomháithe, lena n-áirítear iomraill optúla.

Míniú

Is líne nó cuar é ga solais atá ingearach le tonnbhráide an tsolais (agus dá bhrí sin tá sé comhlíneach leis an tonnveicteoir).

Leanann sainmhíniú beagán níos déine ar ghá solais ó phrionsabal Fermat, a deir gurb é an chonair a thógann ga solais idir dhá phointe ná an chonair gur féidir a thrasnú san am is lú.Arthur Schuster, An Introduction to the Theory of Optics, London: Edward Arnold, 1904 online.
Is minic a shimplítear an optaic gheoiméadrach tríd an neasúchán par-aiseach, nó "neasúchán na huillinne bige" a dhéanamh.  Ansin déantar an iompar matamaiticeach líneach, rud a fhágann gur féidir comhpháirteanna agus córais optúla a thuairisciú trí dul i muinín maitrísí simplí. Mar thoradh air seo d'fhorbraítí teicnící na hoptaice agus garianú par-aiseach, a úsáidtear chun airíonna bunúsacha córais optúla a fháil, mar shampla neasíomhá agus suíomh agus formhéadú réad.

Frithchaitheamh spéaclach

Frithchaitheann dromchlaí frithne cosúil le scátháin an solas ar bhealach simplí intuartha. Ligeann sé seo íomhánna a léiriú ar féidir a bheith bainteach le suíomh iarbhír (fíor) nó eachtarshuite (fíorúil) sa spás.

Le dromchlaí den sórt sin, tá treo an gha fhrithchaite socraithe ag an uillinn ionsaithe a dhéanann an ga leis an normal, ag an bpointe ionsaithe, sé sin, an líne atá ingerarach leis an dromchla, san áit a mbuaileann an ga an dromchla. Chapter 35. This is known as the Law of Reflection.

Seasann na dlíthe seo a leanas maidir le solas a fhrithchaitear sa scáthán plánach.
Dlí 1: Ar an bplána céanna a luíonn an ga ionsaitheach, an normal ag an bpointe ionsaitheach agus an ga frithchaite. 
Dlí 2: Bíonn an uillinn ionsaitheach cothrom leis an uillinn frithchaite.
Tugtar Dlííthe Fhrithchaitheamh an tSolais air seo.

Taispeánann 'Fíor 3' na dlíthe i bhfoirm léaráide. Is é a deir 'Dlí 1' ná go luíonn an ga ionsaitheach ar an bplána a dhéanann an ga ionsaitheach agus an normal. Ní dhéantar 
sraonadh deisil ná tuathail ar an nga frithchaite.

I gcás scáthán plánach nó réidh, tuigtear ó dhlíthe an fhrithchaithimh go mbíonn íomhánna na bhfrithní ina seasamh agus fad céanna na frithne taobh thiar den scáthán is a bhíonn amach os a comhair. Tá méid na híomhá mar an gcéanna le méid na frithne. (Tá formhéadú an scátháin plánach cothrom le a haon.) Tugann na dlíthe le tuiscint freisin go bhfuil íomhánna scáthánacha inbhéartaithe, go ndealraíonn sé gur ciotóg atá an íomhá nuair is deiseóg í an fhrithne.

Is féidir scátháin le dromchlaí cuartha a bheith múnlaithe trí leas a bhaint as gharianú  agus dhlíthe Fhrithchaitheamh an tsolais ag gach pointe ar an dromchla. I gcás scátháin le dromchlaí parabóileacha, gineann gathanna comhthreomhara, ag phointe ionsaithe an scátháin, gathanna frithchaite a thagann chéile i léas inréimneach ag an bhfócas coitianta. D'fhéadfadh dromchlaí cuartha eile solas a fhócasú, ach le hiomraill mar gheall ar an cruth difriúil a fhágann go gcuirfí fócas smeartha amach sa spás. Go háirithe, taispeánann scátháin sféarúla iomrall sféarúil. Is féidir le scátháin cuartha íomhánna a ghiniúint le formhéadú níos mó ná nó níos lú ná a haon, agus is féidir an íomhá a bheith ingearach nó inbhéartaithe. Bíonn íomhá ingearach a chruthaítear trí fhithchaitheamh i scáthán fíorúil i gcónaí, cé go mbíonn íomhá inbhéartaithe fíor agus is féidir í a theilgean ar scáileán.

Athraonadh an tSolais
An tAthraonadh a thugtar ar an lúbadh a dhéantar ar gha solais agus é ag dul ó mheán áirithe agus isteach i meán eile. Ní tarlaíonn athraonadh ach amháin nuair a bhíonn luas an tsolais sa dara meán difriúil lena luas sa chéad mheán. 

Tarlaíonn cás an athraonta is simplí nuair a bhíonn comhéadan idir meán aonfhoirmeach le comhéifeacht athraonta  agus meán eile le comhéifeacht athraonta .  I gcásanna den sórt sin, cuireann dlí Snell síos ar na hathruithe a d'eascair as sraonadh solais an gha:

áit ina bhfuil  agus  na huillinneacha idir an normal (go dtí an comhéadan) agus na tonnta ionsaitheacha agus athraonta, faoi seach. Tá baint ag an bhfeiniméan seo freisin le luas an tsolais a bhí ag athrú mar a fheictear ón sainmhíniú ar an chomhéifeacht athraonta atá thuas luaite:

áit a bhfuil  and  na treoluasanna toinne trí na meáin faoi seach.

Tagairtí

Catagóir:Optaic
Catagóir:Matamaitic