הגדרות בסיסיות של מקורות אור
מקור אור הוא עצם כלשהו, או מכשיר כלשהו, המפיץ אור (בדרך כלל אנחנו מתייחסים לאור נראה). דוגמאות למקורות אור: שמש, ירח, נורה חשמלית, נר דולק, צלחת בחדר מואר, עץ באור יום וכדומה. ניתן לסווג את מקורות האור כאקטיביים – כאלו המייצרים בעצמם את האור, כמו השמש, או כמקורות אור פסיביים – כאלו שלא מייצרים בעצמם את האור, אלא רק מחזירים אותם, כמו הירח. ניתן לסווג את מקורות האור כבעלי עוצמת אור גבוהה או כבעלי עוצמת אור נמוכה. ניתן לסווג את מקורות האור לפי צבעיהם ואפילו לייחס להם אופי של צבעים "חמים" וצבעים "קרים". ניתן גם לסווג את מקורות האור לפי צורת הפצת האור – כמו נר, כמו קרן לייזר, כמו נורה ארוכה ועוד. אנחנו נסווג את מקורות האור, בעיקר, לפי צורת הפצת האור. לצורך כך נגדיר:
מקור אור נקודתי הוא מקור קטן (ביחס למרחקים בבעיה), המפיץ אור לכל הכיוונים. אנחנו נתייחס אל מקור אור נקודתי כאל נקודה (ללא ממדים). בהרבה מקרים מקור אור הוא "נקודתי", אך לא מפזר את האור לכל הכיוונים, אלא לכיוונים הרלוונטיים לבעיה. גם במקרים אלו נתייחס אל מקור האור כמקור אור נקודתי.
דוגמאות למקורות אור נקודתיים: כוכב, נורת לד (אם מתייחסים לנקודות לא קרובות לנורה), להבת נר (לא מקרוב), ראש סיכה, נקודה על הלוח.
מקור אור לא נקודתי, כמו מקור אור קווי הוא אוסף (איסופי) של מקורות אור נקודתיים.
דוגמה: קו על הלוח הוא מקור אור קווי. כל נקודה על הקו מפיצה אור לכל הכיוונים.
אלומת אור היא גזרה של אור. אנחנו מבדילים בין האלומות הבאות:
אלומה מתבדרת היא גזרת אור שמגיע ממקור נקודתי ומתבדר (מתפזר) ממנו.
אלומה מתכנסת היא גזרת אור שמתכנסת (מתרכזת) לעבר נקודה כלשהיא.
אלומה מקבילה היא גזרת אור המתפשטת מבלי להתבדר או להתכנס.
אלומה צרה היא אלומת אור שגזרתה צרה. תיתכן אלומה מתבדרת צרה, אלומה מתכנסת צרה או אלומה מקבילה צרה.
קרן אור היא אלומת אור מאוד מאוד צרה, עד כדי כך שנוכל להתייחס אליה כאל קו מתמטי. ניתן להתייחס אל קרן אור כמסלול התפשטות (התקדמות) של חלקיק אור. יש לזכור שלקרן אור יש כיוון ולכן נדרש לסמן בחץ את כיוון קרן האור.
הגדרות חוזרות לאחר הגדרת קרן אור:
מקור אור נקודתי – נקודה ממנה יוצאות ומתבדרות קרני אור לכל הכיוונים.
מקור אור קווי – הוא אוסף (איסופי) של מקורות אור נקודתיים המסודרים לאורך קו ישר. מכל מקור נקודתי על הקו מתבדרות קרני אור לכל הכיוונים.
אלומת אור מתבדרת – היא אוסף קרני אור היוצאות ממקור נקודתי ומתבדרות בגזרה מסוימת.
אלומת אור מתכנסת – היא אוסף של קרני אור שמתכנסות לנקודה כלשהיא.
אלומת אור מקבילה – היא אוסף של קרני אור מקבילות ובעלות אותו כיוון התפשטות.