بصريات هندسية
[[ملف:Plane wave wavefronts 3D.svg|تصغير|كلما انتقل الضوء في الفضاء، [[تذبذب (فيزياء)|يتذبذب]] في [[سعة (موجة)|مطال]]. في هذه الصورة، تم وضع [[مستو (رياضيات)|مستوى رأسي]] عند قمة كل مطال لتوضيح [[مقدمة موجة|مقدمة الموجة]]. في تلك الحالة، يُمثل [[شعاع (بصريات)|الشعاع]] السهم [[تعامد (هندسة)|العمودي]] على تلك الأسطح [[تواز (هندسة)|المتوازية]].]]
'''علم البصريات الهندسية''' أو '''علم بصريات الأشعة''' هو علم يصف انتشار ال[[ضوء]] في صورة [[شعاع (بصريات)|أشعة]]. يُنظر إلى الأشعة في هذا العلم كوسيلة مفيدة في تقريب المسارات التي يسلكها الضوء في ظروف معينة. يقوم هذا العلم على عدة فرضيات بسيطة حول الأشعة، وهي أن الأشعة تنتشر في مسارات مستقيمة أثناء انتقالها في وسط متجانس؛ وتنعطف، وفي ظروف معينة قد تنقسم إلى قسمين، عند مرورها حاجز بين وسطين بصريين مختلفين؛ وتتبع مسارات منحنية في الوسط الذي يتغير [[معامل الانكسار|معامل انكساره]]؛ ويمكن امتصاصها أو عكسها. وتتجاهل البصريات الهندسية بعض المؤثرات البصرية مثل ال[[حيود]] و[[تداخل الموجات]]، وهي مفيدة في وصف بعض المفاهيم الهندسية [[صورة|للصور]] [[زيغ|كالزيغ البصري]]. ووفق [[مبدأ فيرما]] فإن المسار بين نقطتين الذي يقطعه شعاع الضوء هو المسار الذي يمكن اجتيازه في أقل وقت ممكن.<ref>[[آرثر شوستر|Arthur Schuster]], ''An Introduction to the Theory of Optics'', London: Edward Arnold, 1904 [https://books.google.com/books?vid=OCLC03146755&id=X0AcBd-bcCwC&pg=PA41&lpg=PA41&dq=fermat%27s-principle online]. {{Webarchive|url=http://web.archive.org/web/20140922040250/http://books.google.com/books?vid=OCLC03146755&id=X0AcBd-bcCwC&pg=PA41&lpg=PA41&dq=fermat%27s-principle |date=22 سبتمبر 2014}}</ref>

== الانعكاس ==
{{مفصلة|انعكاس (فيزياء){{!}}الانعكاس}}
[[ملف:Reflection angles.svg|إطار|رسم يوضح الانعكاس على سطح المرآة.]]
تعكس الأسطح اللامعة كال[[مرآة]] الضوء بصورة بسيطة ومتوقعة. يتحدد اتجاه الشعاع المنعكس من خلال الزاوية التي يصنعها الشعاع الساقط مع [[ناظم سطح|العمودي على السطح]] عند نقطة سقوط الشعاع. يكون الشعاع الساقط والمنعكس في مستوى واحد، والزاوية بين الشعاع المنعكس والسطح هي نفسها التي بين الشعاع الساقط والسطح.<ref name=Geoptics>{{استشهاد بكتاب|عنوان=University Physics 8e|مؤلف=Hugh D. Young|ناشر=Addison-Wesley|تاريخ=1992|isbn=0-201-52981-5}}Chapter 35</ref> ويسمى ذلك ب{{ال|انعكاس|منتظم}}.

== الانكسار ==
{{مفصلة|انكسار (فيزياء){{!}}الانكسار}}
[[ملف:Snells law.svg|تصغير|300px|يمين|توضيح قانون سنيل.]]
يحدث الانكسار عندما يمر الضوء خلال منطقة من الفراغ بها تغيُّر في معامل الانكسار. أبسط حالات الانكسار تحدث عندما يكون هناك سطح فاصل بين وسط منتظم معامل انكساره <math>n_1</math> ووسط آخر معامله <math>n_2</math>. في تلك الحالة، يصف [[قانون الانكسار]] الانحراف الناتج لشعاع الضوء:

:<math>n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2\ </math>

حيث <math>\theta_1</math> و <math>\theta_2</math> هما الزاويتان بين العمودي على السطح، والشعاع الساقط والمنكسر على الترتيب. يُصاحب هذه الظاهرة أيضًا تغيُّر في سرعة الضوء، وفق المعادلة التالية:

:<math>v_1\sin\theta_2\ = v_2\sin\theta_1</math>

حيث <math>v_1</math> و <math>v_2</math> هما سرعتي شعاعي الضوء خلال الوسطين.<ref name=Geoptics />

== المراجع ==
{{مراجع}}

== للقراءة ==
* Robert Alfred Herman (1900) [https://archive.org/details/atreatiseongeom00hermgoog A Treatise on Geometrical optics]
* [http://www.wdl.org/en/item/2852 "نور حدقة الأبصار ونور حديقة الأنظار"] مخطوطة عربية عن البصريات الهندسية ترجع إلى القرن السادس عشر الميلادي.
* [https://books.google.com/books?id=TpY_AAAAYAAJ&pg=PA69#v=onepage&q&f=false Theory of Systems of Rays] - W.R. Hamilton in ''Transactions of the Royal Irish Academy'', Vol. XV, 1828.

== وصلات خارجية ==
* [https://web.archive.org/web/20200506081347/https://spie.org/Documents/Publications/00%20STEP%20Module%2003.pdf Fundamentals of Photonics - Module on Basic Geometrical Optics]

{{ضبط استنادي}}
{{فروع الفيزياء}}
{{روابط شقيقة|commons=Geometric optics}}
{{شريط بوابات|الفيزياء|بصريات}}

[[تصنيف:بصريات هندسية|*]]
[[تصنيف:بصريات]]
علم البصريات الهندسية أو علم بصريات الأشعة هو علم يصف انتشار الضوء في صورة أشعة. يُنظر إلى الأشعة في هذا العلم كوسيلة مفيدة في تقريب المسارات التي يسلكها الضوء في ظروف معينة. يقوم هذا العلم على عدة فرضيات بسيطة حول الأشعة، وهي أن الأشعة تنتشر في مسارات مستقيمة أثناء انتقالها في وسط متجانس؛ وتنعطف، وفي ظروف معينة قد تنقسم إلى قسمين، عند مرورها حاجز بين وسطين بصريين مختلفين؛ وتتبع مسارات منحنية في الوسط الذي يتغير معامل انكساره؛ ويمكن امتصاصها أو عكسها. وتتجاهل البصريات الهندسية بعض المؤثرات البصرية مثل الحيود وتداخل الموجات، وهي مفيدة في وصف بعض المفاهيم الهندسية للصور كالزيغ البصري. ووفق مبدأ فيرما فإن المسار بين نقطتين الذي يقطعه شعاع الضوء هو المسار الذي يمكن اجتيازه في أقل وقت ممكن.Arthur Schuster, An Introduction to the Theory of Optics, London: Edward Arnold, 1904 online. 

 الانعكاس 

إطار|رسم يوضح الانعكاس على سطح المرآة.
تعكس الأسطح اللامعة كالمرآة الضوء بصورة بسيطة ومتوقعة. يتحدد اتجاه الشعاع المنعكس من خلال الزاوية التي يصنعها الشعاع الساقط مع العمودي على السطح عند نقطة سقوط الشعاع. يكون الشعاع الساقط والمنعكس في مستوى واحد، والزاوية بين الشعاع المنعكس والسطح هي نفسها التي بين الشعاع الساقط والسطح.Chapter 35 ويسمى ذلك ب.

 الانكسار 

تصغير|300px|يمين|توضيح قانون سنيل.
يحدث الانكسار عندما يمر الضوء خلال منطقة من الفراغ بها تغيُّر في معامل الانكسار. أبسط حالات الانكسار تحدث عندما يكون هناك سطح فاصل بين وسط منتظم معامل انكساره  ووسط آخر معامله . في تلك الحالة، يصف قانون الانكسار الانحراف الناتج لشعاع الضوء:

حيث  و  هما الزاويتان بين العمودي على السطح، والشعاع الساقط والمنكسر على الترتيب. يُصاحب هذه الظاهرة أيضًا تغيُّر في سرعة الضوء، وفق المعادلة التالية:

حيث  و  هما سرعتي شعاعي الضوء خلال الوسطين.

 المراجع 

 للقراءة 
 Robert Alfred Herman (1900) A Treatise on Geometrical optics
 "نور حدقة الأبصار ونور حديقة الأنظار" مخطوطة عربية عن البصريات الهندسية ترجع إلى القرن السادس عشر الميلادي.
 Theory of Systems of Rays - W.R. Hamilton in Transactions of the Royal Irish Academy, Vol. XV, 1828.

 وصلات خارجية 
 Fundamentals of Photonics - Module on Basic Geometrical Optics

*
تصنيف:بصريات