Օպտիկական երևույթներ

Օպտիկայի զարգացման հենց սկզբնական շրջանում փորձով հաստատված են եղել օպտիկական երևույթների հետևյալ չորս հիմնական օրենքներ։

Դրանք են ՝

1. Լույսի ուղղագիծ տարածման օրենքը:

2. Լուսային փնջերի անկախության օրենքը:

3. Հայելային մակերևույթից լույսի անդրադարձման օրենքը:

4. Երկու թափանցիկ միջավայրերի սահմանում լույսի բեկման օրենքը:

Այս օրենքների հետագա ուսումնասիրությունը ցույց տվեց, նախ, որ դրանք շատ ավելի խոր բնույթ ունեն, քան կարող է թվալ առաջին հայացքից, և, երկրորդ, որ այդ օրենքների կիրառությունը սահմանափակ է, և որ դրանք միայն մոտավոր օրենքներ են: Հիմնական օպտիկական օրենքների կիրառելիության պայմանների և սահմանների սահմանումը նշանակում էր կարևոր առաջադիմություն լույսի բնույթի ուսումնասիրության մեջ:

Լույսի ուղղագիծ տարածման օրենք

Այս օրենքի փորձնական ապացույց է կետային աղբյուրներով ստացվող կտրուկ ստվերների կամ փոքր անցքերի միջոցով ստացվող պատկերների դիտումները: Մարմնի ուրվագծի և նրա ստվերի հարաբերությունը, երբ մարմինը լուսավորվում է լույսի կետային աղբյուրով (այսինքն` այնպիսի աղբյուրով, որի չափերը շատ փոքր են նրա մինչև առարկան ունեցած հեռավորության համեմատությամբ) համապատասխանում է ուղիղ գծերով կատարվող երկրաչափական պրոյեկտմանը: Ուղղագիծ տարածվելու օրենքը իր ուժը կորցնում է, երբ գործ է ունենում շատ փոքր անցքերի հետ:

Լուսային փնջերի անկախության օրենք

Լուսային հոսքը կարելի է բաժանել առանձին լուսային փնջերի, անջատելով դրանք իրարից, օրինակ, դիաֆրագմայի միջոցով: Այդ առանձնացված լուսային փնջերի գործողություններն անկախ են, այսինքն առանձին փնջով կատարված էֆեկտը կախում չունի նրանից` ազդում են արդյոք միաժամանակ մյուս փնջերը, թե ոչ: Այսպես, օրինակ, եթե լուսանկարչական ապարատի օբյեկտիվի մեջ մի լայնատարած լանդշաֆտից ճառագայթներ են ընկնում, ապա փակելով լուսային փնջերի մի մասի մուտքը մենք չենք փոխի մյուս փնջերով տրված պատկերը:

Լույսի անդրադարձման օրենք

Ընկնող ճառագայթը, անդրադարձնող մակերևույթի նորմալը և անդրադարձած ճառագայթը մի հարթությունում են գտնվում ՝ ընդ որում ճառագայթներով և նորմալով կազմված անկյունները իրար հավասար են` i անկման անկյունը հավասար է r անդրադարձման անկյանը:

Լույսի բեկման անկյուն

Ընկնող ճառագայթը և բեկված ճառագայթը բաժանման սահմանի նորմալի հետ գտնվում են միևնույն հարթության վրա: Անկման i անկյունը և բեկման r անկյունը կապված են, առնչությամբ, որտեղ n-ը անկյունների մեծություններից անկախ մի հաստատուն է: n մեծությունը` բեկման ցուցիչը, որոշվում է այն երկու միջավայրերի հատկություններով, որոնց բաժանման սահմանով անցնում է լույսը և կախում ունի նաև ճառագայթը գույնից:

Ընկնող ճառագայթը և բեկված ճառագայթը բաժանման սահմանի նորմալի հետ գտնվում են միևնույն հարթության վրա: Անկման i անկյունը և բեկման r անկյունը կապված են, առնչությամբ, որտեղ n-ը անկյունների մեծություններից անկախ մի հաստատուն է: n մեծությունը` բեկման ցուցիչը, որոշվում է այն երկու միջավայրերի հատկություններով, որոնց բաժանման սահմանով անցնում է լույսը և կախում ունի նաև ճառագայթը գույնից:

Հայաստանի Հանրապետությունում նկատվում են՝

• ծիածան, որը պայմանավորված է ջրային կաթիլներում արեգակնային ճառագայթների բեկմամբ և անղրադարձմամբ,
• գալո, լուսավոր, գունավոր շրջանակներ, արեգակի կամ լուսնի շուրջը նկատվող բծեր, որոնք առաջանում են բարձր ամպերի սառցե բյուրեղներում լույսի բեկումից կամ անդրադարձումից,
• միրաժ (օդատեսիլք), լույսի անկանոն բեկման արդյունք, երբ մթնոլորտում լրիվ ներքին անդրադարձման հետևանքով, բացի առարկայից, երևում է նաև նրա կեղծ պատկերը։ Լուսնի բեկումով է պայմանավորված նաև երկնայիև լուսատուների իրական դիրքից բարձր երևալը։

Օպտիկական երևույթներից են նաև արևածագը, աղջամուղջը, մթնշաղը, երկնակամարի գույնը և այլն։