46
System.
721
System.
Da nun S — — f Constant ist, so sieht
man, dass, wenn die Ausdrücke in den
Klammern rechts Differcnzialquotienten
einer Function sind, dies auch mit den
Ausdrücken links der Fall sein muss.
Also :
Wenn gewisse Strahlen Nor
malen einer Fläche sind, so sind
sie auch nach der Brechung
Normalen einer andern Fläche.
Diese Eigenschaft wird also bei be
liebig vielen Brechungen und Spiege
lungen hoibehalten, vorausgesetzt, dass
der hier ganz ausgeschlossene Fall der
doppelten- Brechung nicht stattfindet.
Namentlich findet dies auch statt wenn
die Strahlen von einem Punkte ausge
hen . in welchem Falle sie Normalen
einer Kugel sind.
Sind übrigens u', v\ io' die Coordi
nateli derjenigen Flächen, deren Nor
malen die gebrochenen Strahlen sind, so
hat man :
u' — § v r — t] to' — £
und wegen 10):
k £— m/
also ;
- / _ , , , d C
~di~ +f H’
òt^L ä
y
= s-
(^)
«5—7^ <5
—/ - = S- ,
OY] OiJ
(~)
also ;
also :
w' — £ w — £
S + const.
ui M '~ £ - — v _ w> -- C _ s C
’ «' ~ ß ' ~ y' y
+ const.
erste Normalstück gleich r, das letztere
gleich r', so hat man:
_ 5 — u , _ | — u f
(C ’ (1 ’
also wegen Gleichungen 14):
r' — Sv -f- const.
Im Falle der Reflexion aber, wo
S = — 1 ist:
r’ -f- v — const.
Auch dieser Satz lässt sich leicht direct
beweisen.
Legen wir auf Fläche £»;£ durch £ 0 >; 0 £ 0
und £<;£ irgend eine Curve, und sei da
deren Element, so ist offenbar:
da sin # = dr
da sin f = dr r ,
also:
jai
a.
N ~ do'
woraus
N t r — Nr — c,
oder:
r* — Sr = const.
Da vermöge der Gleichungen 6) ß r , y'
ausserdem aber w, £ und y in £ und tj
gegeben sind, so ist dies auch mit v!, v r , w'
der Fall. Man findet also durch Elimi
nation vd' als Function von u' und v'.
Aus dem hier gegebenen Satze lassen
sich übrigens wichtige Resultate ziehen.
Zu jeder Oberfläche gehören nämlich
bekanntlich zwei Evolutenflächen, in
welchen allein jede Normale von einer
benachbarten geschnitten wird.
Diese Evolutenflächen der auf die ge
brochenen Strahlen normalen Flächen
sind, also die Vereinigungspunkte der
einander unendlich nahen Strahlen, nnd
jeder Punkt in ihnen ist also ein Bild
des Punktes von dem die Strahlen aus
gehen. Also:
„Strahlen, die von irgend einem Punkte
ausgehen, haben zwei Reihen von Bildern,
von denen jede eine Fläche bildet. Diese
Flächen heissen caustische oder Brenn
flächen.“
Aus diesen Gleichungen lässt sich ein
Satz ableiten.
Legen wir durch irgend einen Punkt
fo’ioCo der Eläche £«j£ auf die Schaar
der ursprünglichen und auf die der ge
brochenen Strahlen eine Normalfläche,
und betrachten wir die Normalstücke,
welche von irgend einem Punkt £);£ der
gedachten Fläche bezüglich bis zur ersten
und zweiten Normalfläche gehen; sei das
Vereinen sich in irgend einem Punkte
einer solchen unendlich viel einander un
endlich naher Normalen, so hat man ein
Hauptbild. Ein solches ist z. B. das
im vorigen Abschnitte allein betrachtete,
von den Strahlen herrührende, welche mit
der Axe unendlich kleine Winkel machen.
Es ist im Allgemeinen schwer, mittels der
obigen Gleichungen die Fläche zu finden,
auf welcher die gebrochenen Strahlen