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

Fíor 2: De réir mar a théann solas tríd an spás, ascalaíonn sé in aimplitiúid. San íomhá seo, bíonn gach uastonnbharr marcáilte le plána chun an tonnbhráid a léiriú. Is é an ga an saighead atá ingearach leis na dromchlaí comhthreomhara seo.

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.^[1] 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.^[2]

Frithchaitheamh spéaclach

Fíor 3: Léaráid de fhrithchaitheamh 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.^[3] 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.^[3]

Athraonadh an tSolais

Léaráid ar Dhlí Snell

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 $n_{1}$ agus meán eile le comhéifeacht athraonta $n_{2}$ . I gcásanna den sórt sin, cuireann dlí Snell síos ar na hathruithe a d'eascair as sraonadh solais an gha:

n_{1}\sin \theta _{1}=n_{2}\sin \theta _{2}\

áit ina bhfuil $\theta _{1}$ agus $\theta _{2}$ 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:

v_{1}\sin \theta _{2}\ =v_{2}\sin \theta _{1}

áit a bhfuil $v_{1}$ and $v_{2}$ na treoluasanna toinne trí na meáin faoi seach.^[3]

Tagairtí

↑ Arthur Schuster, An Introduction to the Theory of Optics, London: Edward Arnold, 1904 online.
↑ "{{{title}}}" (2004) 1: 19–20. SPIE.
↑ ^3.0 ^3.1 ^3.2 Hugh D. Young (1992). "{{{title}}}". Addison-Wesley. Chapter 35.

[1] Arthur Schuster, An Introduction to the Theory of Optics, London: Edward Arnold, 1904 online.

[Greivenkamp-2] "{{{title}}}" (2004) 1: 19–20. SPIE.

[Geoptics-3] 3.0 ^3.1 ^3.2 Hugh D. Young (1992). "{{{title}}}". Addison-Wesley. Chapter 35.

[1]

[2]

[3]