Оптические системы. Тела или системы тел, преобразующие ход лучей света, называются оптическими системами.

Если расходящийся пучок лучей, выходящий из светящейся точки, преобразуется оптической системой в сходящийся пучок, то изображение точки, получающиеся в месте пересечения преобразованных лучей, называют действительным.

Если расходящийся пучок лучей, выходящий из светящейся точки, преобразуется оптической системой так, что он остается расходящимся, то изображение точки, получающееся на месте пересечения продолжений преобразованных лучей, называется мнимым.

Мнимые изображения представляют собой «оптические приведения», их невозможно наблюдать ни на каком экране, между тем как действительные изображения на самом деле существуют и легко наблюдаются.

Плоское зеркало. Если параллельный пучок лучей, падающий на плоскую поверхность раздела двух сред, после отражения остается параллельным, то отражение называется зеркальным, а сама поверхность называется плоским зеркалом (рис. 4)

Рис. 4.

Изображения в плоских зеркалах строятся на основании закона отражения света. Точечный источник S (рис. 5) дает расходящийся пучок света, построим отраженный пучок. Восстановим перпендикуляр в каждую точку падения и отра­женный луч изображаем из условия Ða=Ðb (Ða₁=Ðb₁, Ða₂=b₂ и т.д.) Получаем расходящейся пучок отраженных лучей, продолжаем эти лучи до пересечения, точка их пересечения S¢ является изображением точки S, это изображение будет мнимым.

Рис. 5.

Изображение прямой линии AB можно построить, соединяя прямой изображения двух концевых точек А¢ и В¢. Измерения показывают, что это изображение находится на таком же расстоянии за зеркалом, на каком предмет находится перед зеркалом, и, что размеры его изображения такие же, как и размеры предмета. Изображение, обра­зующееся в плоском зеркале, обращенное и мнимое.

Рис. 6.

Сферическое зеркало. Сферическое зеркало, это зеркало, образованное частью поверхности сферы. Существуют два типа таких зеркал. Если зеркальной является вогнутая сторона, то зеркало называется вогнутым. Если зеркальной является выпуклая поверхность, то зеркало называется выпуклым. Центр сферы, часть которой составляет поверхность зеркала, называется оптическим центром зеркала С, а радиус ее называется радиусом кривизны R зеркала.

Рис. 7.

Вершина шарового сегмента О называется полюсом зеркала. Прямая, проходящая через оптический центр зеркала, называется его оптической осью. Оптическая ось, проходящая через полюс зеркала, называется главной, а прочие оптические оси побочными оптическими осями (рис. 7).

Согласно законам отражения, луч, падающей на сферическое зеркало, и луч, отраженный составляют с радиусом кривизны зеркала одинаковые углы и лежат с ним в одной плоскости.

Вогнутое зеркало. Фокус. Фокусом зеркала называется точка, в которой пересекаются после отражения параллельные лучи, падающие на зеркало. Фокус, лежащий на главной оптической оси, называется главным фокусом. Фокус, лежащий на побочной оси, называется побочным. Фокусы вогнутого зеркала действительные. Расстояние между полюсом и главным фокусом называется главным фокусным расстоянием F. Геометрическое место всех фокусов представляет часть сферической поверхности, называемую фокальной поверхностью. Главное фокусное расстояние сферического зеркала связано с радиусом кривизны следующим образом

.