Геометрическая оптика

Файл : ref-15435.doc (размер : 148,480 байт)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА

ОБЩЕЙ ФИЗИКИ

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

КУРСОВАЯ РАБОТА

Студента Мальцева С.А.

Физико-математического факультета

группы ФМ-31

преподаватель Повалишникова А.С.

ВЛАДИМИР 2002

СОДЕРЖАНИЕ

Часть 1.

Исторические факты и основные законы геометрической оптики. -3

Часть 2.

Построения. - 14

Оптика относится к таким наукам, первоначальные представления которых возникли в глубокой древности. На протяжении своей многовековой истории она испытывала непрерывное развитие и настоящее время является одной из фундаментальных физических наук, обогащаясь открытиями все новых явлений и законов.

Важнейшая проблема оптики — вопрос о природе света. Первые представления о природе света возникли в древние века. Ан​тичные мыслители пытались понять сущность световых явлений, базируясь на зрительных ощущениях. Древние индусы думали, что глаз имеет «огненную природу». Греческий философ и матема​тик Пифагор (582—500 гг. до н. э.) и его школа считали, что зри​тельные ощущения возникают благодаря тому, что из глаз к предме​там исходят «горячие испарения». В своем дальнейшем развитии эти взгляды приняли более четкую форму в виде теории зритель​ных лучей, которая была развита Евклидом (300 лет до н. э.). Со​гласно этой теории зрение обусловлено тем, что из глаз истекают «зрительные лучи», которые ощупывают своими концами тела и создают зрительные ощущения. Евклид является основоположником учения о прямолинейном распространении света. Применив к изу​чению света математику, он установил законы отражения света от зеркал. Следует отметить, что для построения геометрической тео​рии отражения света от зеркал не имеет значения природа происхо​ждения света, а важно лишь свойство его прямолинейного распро​странения. Найденные Евклидом закономерности сохранились и в современной геометрической оптике. Евклиду было знакомо и пре​ломление света. В более позднее время аналогичные взгляды раз​вивал Птолемей (70—147 гг. н. э.). Им уделялось большое внима​ние изучению явлений преломления света; в частности, Птолемей производил много измерений углов падения и преломления, но закона преломления ему установить не удалось. Птолемей заметил, что положение светил на небе меняется вследствие преломления света в атмосфере.

Кроме Евклида, действие вогнутых зеркал знали и другие уче​ные древности. Архимеду (287—212 гг. до и. э.) приписывают сож​жение неприятельского флота при помощи системы вогнутых зер​кал, которыми он собирал солнечные лучи и направлял на римские корабли. Определенный шаг вперед сделал Эмпедокл (492—432 гг. до н. з.), который считал, что от светящихся тел направляются истечения к глазам, а из глаз исходят истечения по направлению к телам. При встрече этих истечений возникают зрительные ощуще​ния. Знаменитый греческий философ, основатель атомистики, Демокрит (460—370 гг. до н, э.) полностью отвергает представление о зрительных лучах. Согласно воззрениям Демокрита, зрение обу​словлено падением на поверхность глаза мелких атомов, исходящих от предметов. Аналогичных взглядов позднее придерживался Эпи​кур (341—270 гг. до н. э.). Решительным противником «теории зри​тельных лучей» был и знаменитый греческий философ Аристотель (384—322 гг. до н. э.), который считал, что причина зрительных ощу​щений лежит вне человеческого глаза. Аристотель сделал попытку дать объяснение цветам как следствию смешения света и темноты.

Следует отметить, что воззрения древних мыс​лителей в основном базировались на простейших наблюдениях явле​ний природы. Античная физика не имела под собой необходимого фундамента в виде экспериментальных исследований. Поэтому учение древних о природе света носит умозрительный характер. Тем не менее, хотя эти воззрения в большинстве являются гениаль​ными догадками, они, безусловно, оказали большое влияние на дальнейшее развитие оптики.