Каустика
Ка́устика (от лат. жгучий) — огибающая семейства лучей, не сходящихся в одной точке. Каустики в оптике — это особые точки световых поверхностей, и именно потому их легко заметить: в них резко возрастает интенсивность светового поля.
В рамках геометрической оптики каустики представляют собой линии и поверхности бесконечно малой толщины. С учётом волновых свойств света, каустики обязаны иметь некоторую толщину, заведомо не меньшую, чем длина волны света.
Теория каустик напрямую связана с одним из разделов современной математики — теорией катастроф. В дифференциальных уравнениях каустики соответствуют опрокидыванию решений.
Содержание |
[править] Каустики в физике
Яркие световые кривые причудливой формы возникают на освещённом столе, на который поставлен наполненный водой бокал. Движущиеся каустики можно увидеть на дне неглубокого бассейна, водная поверхность которого находится в волнении. Радуга — разноцветная каустика, возникаюшщая при преломлении солнечных лучей на дождевых каплях.
Каустики возникают не только при распространении света, но и в ряде других волновых явлений. Корабельные волны можно считать каустикой гравитационных волн на воде.
В работах Я. Б. Зельдовича показано, что за счёт гравитационной неустойчивости первоначально почти однородное распределение массы во Вселенной концентрируется на каустиках и приводит к образованию нитевидной крупномасштабной структуры вселенной.
[править] Применение каустик
В астрономии оптические каустики можно использовать для определения геометрии компактного тёмного объекта — гравитационной линзы.
[править] Кривые и их каустики
[править] См. также
[править] Ссылки
- Богданов М. Б., Черепащук А. М., «Взгляд на квазар сквозь гравитационную линзу» — Природа, № 1, 2005
- Legendre Collapse — интерактивный симулятор каустик.
