Принцип Ферма. Основні закони геометричної оптики. Повне внутрішнє відбиття
Основним геометрично-оптичним принципом є принцип Ферма. Він стверджує, що світло розповсюджується із однієї точки в іншу по відстані, що потребує мінімального часу порівняно з будь-яким іншим геометричним можливим шляхом між цими точками.
Всі основні закони встановлені дослідним шляхом. Їх вього п’ять.
Закон прямолінійного поширення світла.
Закон незалежності світлових променів.
Закон оборотності світлових променів.
Закон відбивання.
Закон заломлення.
Плоске дзеркало. Система двох зеркал: паралельних і між
якими є кут.
Дзеркало – це оптична деталь, обмежена однією відбиваючою поверхнею ( плоскою, сферичною, або асферичною).
Дзеркало може бути:
а). з зовнішнім відбиттям.
- нормаль. 
б). з внутрішнім відбиттям.
З курсу оптики відомо правило: при нахилі нормалі дзеркала на кут a відбитий промінь змінить свій напрям на кут 2a. Це є в основі підвищення точності всіх автоколімаційних приладів.
Якщо між паралельними відбиваючими площинами проходить промінь, то падаючий і вихідний промені будуть паралельні, але матиме зміщення, яке буде характеризуватися величиною відстані a між дзеркалами і кутом падіння променя.На цьому принципі побудований геодезичний прилад – екер, де кут між дзеркалами є 450, а тому кут між падаючим і відбиваючим променями дорівнює 900.
Лінзи. Їх види. Оптичні деталі з плоскими заломлюючими
Поверхнями.
Лінза – прозора оптична деталь, обмежена двома заломлюючими поверхнями (або однією плоскою і однією сферичною поверхнею).
Лінзи – найбільш поширені оптичні деталі. Вони бувають двох типів: позитивні (збиральні); негативні (розсіювальні).
а). двовипукла лінза б). випукло плоска в). меніск позитивний
Відповідно до позитивних є негативні лінзи:
а). двовогнута лінза б). плосковогнута в). меніск негативний
Пряма С1 С2, що з`єднує центри сферичних поверхонь лінз, або перпендикуляр, опущений із центра сфери на плоску поверхню лінзи, називається оптичною віссю лінзи.
Лінза збирає падаючі промені в одну точку, що лежить на оптичній осі. Цю точку називають фокусом, а відстань f – фокусною відстанню лінзи.
Відношення 
називається оптичною силою лінзи.
За одиницю вимірювання оптичної сили приймається діоптрія, що дорівнює фокусній відстані 1м.
Оптичні деталі з плоскими заломлюючими поверхнями.
Якщо в оптичній деталі дві поверхні ( плоскі і паралельні ),то така деталь називається пластиною.В приладах пластини використовують:
а). як світлофільтри – для зміни щільності;
б). як шкала – для вимірювання;
в). як сітка – для спостереження.
7. Види призм. Відбивні призми, їх застосування, позначення і
Типи. Оптичний клин.
Призмою називається оптична деталь, що обмежена заломлюючими, відбиваючими плоскими поверхнями, розташованими під кутом одна до одного.
Призми розподіляються на:
1. Відбивні призми, що використовуються в геодезичних приладах для:
а). зміни напряму оптичної осі (ломана вісь в астрономічному універсалі);
б). зміни напряму лінії візування (окулярна призма оптичного мікрометра);
в). обернення зображення;
г). Поділу зображення в полі зору.
2.Для заломлення променя в далекомірах на постійний кут.
Відбивні призми позначають двома буквами і числом градусів, на який відхиляється промень. Перша буква вказує число відбиваючих граней (А – 1 грань, Б – 2 грані, В – 3 грані). Друга буква характеризує геометрію призми ( Р – рівнобедрена, С – ромбічна, П – пентапризма).
Основні типи призм:
а). прямокутна з однією відбиваючою гранею – вона змінює напрям на 900 і дає дзеркальне зображення.
б). прямокутна з двома відбиваючими гранями - змінює напрям на 1800, зберігає вид зображення.
Призма широко використовується в автоколімаційних вимірюваннях, так як має особливу властивість: при обертанні навкруги ребра вихідний промінь не змінює свого положення.
в) призма – ромб – нічого не змінює , зміщує зображення
г) лента призми – змінює напрям на 900 дає пряме зображення.
Якщо кут між заломлюючими поверхнями <50, то така призма називається клином. Відомо, що кут відхилення клину дорівнює:
, де
- заломлюючий кут клинка;
- показник заломлення клинка.
