2.1 Геометрична та хвильова оптика.

Розрiзняють два види оптики: хвильову та геометричну. В основi хвильової оптики лежать закони, що грунтуються на хвильовiй природi свiтла. Коротко зупинимось на деяких явищах, що пояснюються законами хвильової оптики:

1) дифракцiя – це явище огинання перешкод свiтловими променями (рис. 2.1);

2) iнтерференцiя – суть явища полягає в тому, що свiтловi хвилi вiд двох джерел накладаються з утворенням ефекту накладання хвиль (рис. 2.2);

3) рефракцiя – це явище заломлення свiтлових променiв при проходженнi через атмосферу (рис. 2.3).

Рисунок 2.1 – Явище дифракції

Рисунок 2.2 – Явище інтерференції

Рисунок 2.3 – Явище рефракції

Рефракцiя обумовлюється рiзною оптичною густиною шарiв атмосфери і відповідно різними показниками заломлення. Тобто при перетинi рiзних шарiв атмосфери з рiзними показниками заломлення свiтловий промiнь вiдхиляється вiд прямолiнiйного поширення.

Вплив рефракцiї на геодезичнi вимiри є одним з елементiв, що гальмують пiдвищення точностi геодезичних вимiрiв.

2.2 Основнi закони геометричної оптики

У геометричнiй оптицi, на вiдмiну вiд хвильової, приймають без всяких застережень, що свiтло поширюється прямолiнiйно на основi певних законiв. Перелічимо деякi з них.

1) Свiтловi променi поширюються за найкоротшими напрямками, тобто прямолiнiйно.

2) Свiтловi променi розповсюджуються незалежно один вiд одного.

3) При падiннi свiтлових променiв на площину виконуються двi умови:

а) падаючий та вiдбитий променi лежать в однiй площинi;

б) кут падiння променя дорiвнює куту вiдбивання (рис. 2.4)

і1 = і2 . (2.1)

Рисунок 2.4 – Закон відбивання променя

4) При проходженнi свiтлових променiв через межу двох середовищ з рiзними показниками заломлення виконуються такi умови:

а) падаючий та вiдбитий променi лежать в однiй площинi;

б) добуток показника заломлення на синус кута падiння для першого середовища дорiвнює добутку показника заломлення на синус кута заломлення другого середовища:

n1 sin і1=n2 sin і2 (2.2)

Рисунок 2.5 – Заломлення променя

2.3 Плоскi дзеркала

Плоскі дзеркала – це оптичнi тiла з прозорого матерiалу з вiдшлiфованою поверхнею у виглядi площини. Вiдбиття променiв вiд поверхнi дзеркал повнiстю описується третiм законом геометричної оптики. У геодезiї також використовують дзеркала, що обертаються.

Розглянемо випадок обертання дзеркала на кут φ i встановимо, на який кут при цьому відхилиться свiтловий промiнь.