Optica

OpticaOptica clasica este impartita in doua ramuri principale: optica geometrica (sau cu raze) si optica fizica (sau ondulatorie). In optica geometrica, lumina este considerata a calatori in linii drepte, in timp ce in optica fizica, lumina este considerata ca un val electromagnetic.

Ce reprezinta optica medicala si cum se aplica ea

Optica geometrica poate fi privita ca o aproximare a optiunii fizice care se aplica cand lungimea de unda a luminii utilizate este mult mai mica decat dimensiunea elementelor optice din sistemul modelat.

Optica geometrica sau optica razei descrie propagarea luminii in termeni de "raze" care se deplaseaza in linii drepte si ale caror cai sunt guvernate de legile reflexiei si refractiei la interfetele diferitelor medii. Aceste legi au fost descoperite empiric inca din anul 984 AD  si au fost folosite in proiectarea componentelor si instrumentelor optice de atunci pana in prezent. Acestea pot fi rezumate dupa cum urmeaza:

Atunci cand o raza de lumina atinge granita dintre doua materiale transparente, este impartita intr-o raza reflectata si una refractionata.

Legea reflexiei spune ca raza reflectata sta in planul incidentei, iar unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidenta.

Legea refractiei spune ca raza refractata sta in planul incidentei, iar sinusul unghiului de refractie impartit de sinusul unghiului de incidenta este o constanta:

Legile reflexiei si refractiei pot fi derivate din principiul lui Fermat care afirma ca traiectoria intre doua puncte printr-o raza de lumina este calea care poate fi traversata in cel mai scurt timp.

Optica geometrica este deseori simplificata prin realizarea aproximarii paraxiale sau a "aproximarii unghiului mic". Comportamentul matematic devine apoi liniar, permitand componentelor si sistemelor optice sa fie descrise prin matrice simple. Acest lucru conduce la tehnicile de optica Gaussiana si de urmarire a raselor paraxiale, care sunt folosite pentru a gasi proprietatile de baza ale sistemelor optice, cum ar fi pozitiile aproximative ale imaginilor si ale obiectelor.

Reflextiile pot fi impartite in doua tipuri: reflexie speculara si reflexie difuza. Reflexia reflectorizanta descrie luciul de suprafete cum ar fi oglinzile, care reflecta lumina intr-un mod simplu, previzibil. Aceasta permite producerea de imagini reflectate care pot fi asociate cu o locatie reala  sau extrapolare (virtuala) in spatiu. Reflexia difuza descrie materiale ne-lucioase, cum ar fi hartia sau roca. Reflexiile din aceste suprafete pot fi descrise doar statistic, cu distributia exacta a luminii reflectate in functie de structura microscopica a materialului. Multi reflectori difuzati sunt descrisi sau pot fi aproximati de legea cosinusului Lambert, care descrie suprafete care au luminanta egala atunci cand sunt vazute din orice unghi. Suprafetele lucioase pot oferi atat oglindire speculara, cat si difuza.

In reflectia speculara, directia razei reflectate este determinata de unghiul pe care raza incidentului il face cu suprafata normala, o linie perpendiculara pe suprafata in punctul in care raza atinge. Incidentul si razele reflectate si cele normale se afla intr-un singur plan, iar unghiul dintre raza reflectata si suprafata normala este acelasi cu cel dintre raza incidenta si cea normala.  Aceasta este cunoscuta sub numele de Legea de reflexie.

Pentru oglinzile plate, legea reflexiei implica faptul ca imaginile obiectelor sunt in pozitie verticala si la aceeasi distanta in spatele oglinzii, deoarece obiectele sunt in fata oglinzii.