ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА
раздел
оптики, в к-ром изучаются законы распространения света на основе
представлений о световых лучах. Под световым лучом понимают линию, вдоль
к-рой распространяется поток световой энергии. Понятие луча не противоречит
действительности только в той мере, в какой можно пренебрегать дифракцией
света на оптических неоднородностях, а это допустимо только тогда,
когда длина световой волны много меньше размеров неоднородностей. Законы
Г. о. позволяют создать упрощённую, но в большинстве случаев достаточно
точную теорию оптических систем. Г. о. в основном объясняет образование
изображений оптических, даёт возможность вычислять аберрации
оптических систем и разрабатывать методы их исправления, вывести энергетич.
соотношения в световых пучках, проходящих через оптич. системы. Вместе
с тем все волновые явления, в т. ч. дифракционные, влияющие на качество
изображений и определяющие разрешающую способность оптич. приборов, не
рассматриваются в Г. о.
Представление
о световых лучах возникло ещё в античной науке. Евклид, обобщив
достижения своих предшественников, сформулировал закон прямолинейного распространения
света и закон отражения света. В 17 в. в связи с изобретением ряда
оптич. приборов (зрительная труба, лупа, телескоп, микроскоп и т.
д.) и началом их широкого использования Г. о. бурно развивалась. Большая
роль в этом развитии принадлежит И. Кеплеру, Р. Декарту и
В. Снеллю, открывшему Снелля закон преломления света. Построение
теоретич. основ Г. о. к сер. 17 в. было завершено установлением Ферма
принципа, утверждающего, что луч света, вышедший из одной точки и проходящий
через несколько сред с произвольными границами и меняющимся показателем
преломления, попадает в другую точку за минимальное (точнее, за экстремальное)
время. Для однородной среды принцип ферма сводится просто к закону прямолинейного
распространения света. Законы преломления и отражения, исторически открытые
ранее, также являются следствиями этого принципа, к-рый сыграл значит,
роль в развитии и др. разделов физич.теории. С 18 в. Г. о., совершенствуя
методы расчёта оптич. систем, развивалась как прикладная наука. После создания
электродинамики классической было показано, что формулы Г. о. могут
быть получены из уравнений Максвелла в качестве предельного случая,
соответствующего переходу к исчезающе малой длине волны.
Г.
о. является примером теории, позволившей при малом числе фундаментальных
понятий и законов (представление о лучах света, законы отражения и преломления)
получать много практически важных результатов. В теории оптич. устройств
она сохранила большое значение до наст, времени. См. также Кардинальные
точки, Линза, Эйконал.
Лит.: Ландсберг
Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3).
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я