Главная > Физика > Факультативный курс физики, 10 кл.
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Принцип Ферма.

Распространение света описывается законами геометрической оптики, когда дифракционными явлениями можно пренебречь. Эти законы могут быть получены в

Рис. 52

качестве следствий общего принципа, сформулированного в 1660 г. французским ученым П. Ферма. В наиболее простой форме принцип Ферма сводится к утверждению: между двумя точками свет распространяется по такой линии, по которой время его прохождения минимально.

В среде с показателем преломления время распространения света на том же пути увеличивается в раз по сравнению со временем распространения в вакууме. Произведение пройденного светом расстояния на показатель преломления называют оптической длиной пути Время прохождения светом расстояния пропорционально оптической длине пути поэтому принцип Ферма утверждает: свет распространяется из одной точки в другую по линии с наименьшей оптической длиной пути.

В более общей и точной формулировке принцип Ферма утверждает: свет идет из одной точки в другую по линии, вдоль которой время его распространения экстремально или одинаково со временем распространения вдоль всех других линий, соединяющих эти точки.

Несмотря на трудность восприятия принципа Ферма с точки зрения «здравого смысла» (как луч света «узнает» заранее, какая из всех дорог будет кратчайшей? как вообще он может выбирать себе путь?), плодотворность его применения в геометрической оптике доказана, и его успешно используют при решении многих практических задач.

Покажем, что, используя один лишь принцип Ферма и предположение о постоянстве скорости света в однородной среде, основные законы геометрической оптики можно получить как следствия.

Закон прямолинейного распространения света.

Если скорость света в однородной среде одинакова в любой точке и при любом направлении его распространения, то свет затратит минимальное время на прохождение из одной точки в другую по кратчайшему пути. Кратчайшей линией, соединяющей две точки пространства, является прямая; следовательно, согласно принципу Ферма, свет в однородной среде должен распространяться по прямой.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление