幾何光学

光の回折現象がほとんど生じない条件のもとでは，光の波動としての振る舞いを無視して，光線（光の進む線） (ray of light)の性質のみを幾何学的に取り扱うことができる．その研究分野を幾何光学 (geometrical optics)といい，光学機器設計の基礎となっている．

日常の光（可視光線）は，紫 ${\displaystyle 0.38\mu \text{m}}$ (${\displaystyle 3800\text{Å}}$) 〜 赤 ${\displaystyle 0.77\mu \text{m}}$ (${\displaystyle 7700\text{Å}}$) までの波長域にある電磁波であり，その波長は日常の（身の回りにある）物体に比べて極めて小さいために，回折などの波動現象はほとんどなく直進する光の射線（光線）だけで性質を調べられる．

幾何光学の基本法則として，

• 直進の法則（光線は等方，等質の媒体において直進する）
• 反射の法則（媒質の境界面での光線の振る舞い）
• 屈折の法則（異なる媒質間の光線の振る舞い）

があり，これらは「2点間を進む光は最短時間の経路をとる」というフェルマーの原理（反射・屈折）に帰着する．

ホーム>>物理>>第3編　波>>第3章　光>>幾何光学