🔮

Оптика та Фотоніка

Від розсіювання Релея та дуг веселки до трасування променів і каустиків — відкрийте фізику світла через інтерактивні GLSL симуляції.

Оптика — це розділ фізики, що вивчає поведінку світла: як воно відбивається, заломлюється, дифрагує, розсіюється та інтерферує, проходячи крізь лінзи, дзеркала, призми, краплі води й атмосферу. У кожній інтерактивній симуляції оптики тут ви можете в реальному часі змінювати кути, довжини хвиль і показники заломлення та спостерігати, як діють закони світла — від закону Снелля й повного внутрішнього відбиття до коефіцієнтів Френеля та хвильової інтерференції. Ви опануєте геометричну й хвильову моделі, що пояснюють веселки, блакитне небо, оптоволокно, голограми та дифракційні решітки. Ці браузерні інструменти перетворюють абстрактні рівняння на наочні явища, роблячи оптику зрозумілою для учнів, викладачів, інженерів і всіх, кому цікаво, чому світло поводиться саме так.

8+ симуляцій Three.js · GLSL Ray Tracing · SDF · Fresnel

Optics Simulations

Click any card to open the simulation live in your browser

🎫
★★★ Складна Нова
Концепція голографії
Запишіть голограму як інтерференцію об'єктного й опорного променів, тоді відтворіть її для реконструкції хвильового фронту — уявний, дійсний і недифрагований порядки. Період смуг Λ=λ/(2sin(θ/2)).
ГолографіяІнтерференціяХвильовий фронтCanvas 2D
🌈
★★★ Складна Нова
Дифракційна решітка
Регулюйте крок щілин, довжину хвилі та кількість щілин, щоб побачити різкі головні максимуми, обвідну однієї щілини й веселку спектра. Обчислює роздільну здатність R = mN, кутову дисперсію та вільний спектральний діапазон у реальному часі.
Дифракція Спектроскопія Інтерференція Canvas 2D
🌐
★★★ Складне
Муарові патерни — биття частот
Накладіть дві періодичні картини під дещо різними кутами або кроком і дивіться, як виникає муаровий патерн биття. Прогнозований період d_m = d₁d₂/√(d₁²+d₂²−2d₁d₂cosθ) показано наживо.
Canvas 2D Муар Биття Інтерференція
🌀
★★★ Складне
Оптичні вихрові промені — OAM
Промені Лагерра–Гаусса несуть орбітальний кутовий момент: гвинтова фаза exp(iℓφ) дає кільцеву інтенсивність із темним ядром. Інтерферуйте їх, щоб побачити спіраль і вилку.
Canvas 2D Лагерр-Гаусс OAM Вихор
🎭
★★★ Складне
Голографія — запис і відтворення
Запишіть голограму як інтерференцію об'єктної хвилі та опорного променя, потім відновіть зображення. Перетягуйте точки об'єкта, змінюйте довжину хвилі й кут опори, дивіться смуги.
Canvas 2D Голографія Інтерференція Дифракція
🌈
★★★ Складне
Гало та паргелії
Монте-Карло атмосферна оптика: заломлюйте світло крізь шестигранні кристали льоду та спостерігайте гало 22°, паргелії, гало 46° і навколозенітну дугу з реальної фізики закону Снеліуса.
Canvas 2D Атмосферна оптика Гало Монте-Карло
🔴
★☆☆ Легке Нове
Лазерний лабіринт — відбиття і заломлення
Відбивайте лазерний промінь від дзеркал і крізь скло до мішені. Закон відбиття, закон Снеліуса, повне внутрішнє відбиття. Перетягуйте дзеркала, будуйте власні задачі.
Трасування Закон Снеліуса Canvas 2D
🌈
Популярне ★★☆ Середнє
Атмосферна оптика
Rayleigh scattering drives the blue sky. Watch it shift to red at sunset. Includes a 22° ice-crystal halo and ray-tracing through a single water droplet to produce a rainbow arc.
Rayleigh Ray Tracing Canvas 2D
🌦️
★☆☆ Легке
Утворення веселки
Snell's law, internal reflection and wavelength-dependent dispersion inside a spherical water droplet. Reveals why your primary and secondary rainbows sit at 42° and 51°.
Snell's Law Dispersion Wave Optics
💠
★☆☆ Легке
Калейдоскоп
Mirror reflections with n-fold symmetry, generated in a WebGL fragment shader. Change the segment count and shape in real time via sliders.
GLSL Symmetry Fragment Shader
🌀
★★☆ Середнє
Дослідник фракталів
Mandelbrot and Julia sets rendered with distance estimation colouring and smooth iteration count. Infinite zoom via a GLSL fragment shader — no CPU involvement once loaded.
GLSL Mandelbrot Distance Estimation
❄️
★★☆ Середнє
Ріст сніжинок
Reiter's diffusion-limited model grows a six-fold symmetric crystal in the browser. Adjust humidity and temperature to switch between plate, dendrite and needle morphologies.
Diffusion Symmetry Canvas 2D
🔺
★☆☆ Легке
Трикутник Серпінського
IFS iterated function system and chaos game generating the Sierpiński fractal. Hausdorff dimension ≈ 1.585 — explore why fractals have non-integer dimension.
IFS Fractal Chaos Game
🪞
★☆☆ Початковий
Лабіринт Дзеркал
Трасування променів у 2D: розставляй плоскі дзеркала і спостерігай відбиття світлового пучка за законом Снеля. Будуй калейдоскопічні візерунки або фокусуй промені у точку.
Трасування Закон Снеля Canvas 2D
🎨
★☆☆ Початковий
Змішування Кольорів
Інтерактивне адитивне (RGB-світло) та субтрактивне (CMY-пігмент) змішування кольорів. Пересувай прожектори — і дивись, як первинні кольори дають білий або коричневий.
RGB CMY Canvas 2D
🌑
★☆☆ Початковий
Світло та Тіні
Точкові та площинні джерела світла відкидають умбру й пенумбру. Пересувай об'єкти і дивись, як чіткість тіні залежить від розміру джерела.
Умбра Пенумбра Canvas 2D
🔍
★★☆ Середнє
Дзеркала та Лінзи
Інтерактивне трасування променів геометричної оптики. Оберіть тип лінзи чи дзеркала, налаштуйте фокусну відстань і спостерігайте формування зображення.
Геометрична оптика Тонка лінза Canvas 2D
〰️
★★☆ Середнє Нове
Дифракція та Інтерференція
Хвильове поле за принципом Гюйгенса: одна щілина, подвійна щілина Юнга та дифракційна решітка. Накладення кривої інтенсивності Фраунгофера. Регулюйте довжину хвилі, ширину щілини, відстань і кількість штрихів.
Гюйгенс Фраунгофер Canvas 2D
🔬
★★☆ Середнє Нове
Закон Снелля — Заломлення та ПВВ
Встанови кут падіння θ₁ та показники заломлення n₁, n₂. Спостерігай, як промінь заломлюється за законом n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂. Збільш θ₁ понад критичний кут — виникає повне внутрішнє відбиття, що лежить в основі оптоволокна.
Закон Снелля Заломлення Оптоволокно Canvas 2D
💎
★☆☆ Легке Нове
Повне внутрішнє відбиття
Тягни мишею кут падіння. Спостерігай заломлений і відбитий промені — потім перевищ критичний кут і побач ПВВ. Коефіцієнти Френеля (Rs, Rp) та демо оптичного волокна.
ПВВ Френель Canvas 2D
🌅
★★☆ Середній Нове
Каустики у Воді
Сонячне світло заломлюється через хвилясту поверхню води (закон Снелля, n=1.333) та фокусується у мерехтливі каустичні візерунки на дні басейну.
Закон Снелля Каустики Заломлення Canvas 2D
🔮
★★☆ Середній Нове
Поляризація Світла
Закон Малюса, кут Брюстера, п'ять типів поляризаційних хвиль та двозаломлення з хвильовою пластиною. Рівняння Френеля Rs/Rp обчислюються в реальному часі.
Закон Малюса Брюстер Двозаломлення Canvas 2D
🔴
★★★ Складне
Диск Ейрі
Дифракційно обмежене зображення через кругову апертуру. Критерій Релея та вплив апертури і довжини хвилі.
Дифракція Критерій Релея Canvas 2D

Key Optical Phenomena

Physics behind the симуляцій

🔵
Rayleigh Scattering
Intensity ∝ λ⁻⁴ — shorter wavelengths (blue) scatter more. Explains the blue sky and red sunsets.
↩️
Snell's Law
n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂. Governs refraction at every interface — from lenses to raindrops.
🪞
Fresnel Reflectance
Reflection probability depends on the angle of incidence. At grazing angles almost all light reflects — seen on water surfaces.
🌊
Wave Interference
Constructive and destructive superposition of coherent waves. Produces iridescence, soap-bubble colours and diffraction patterns.

Learning Resources

Articles and tutorials about the algorithms in this category

Article Ray Tracing Algorithm From pinhole camera to path tracing. BVH acceleration, refraction (Snell's law) and Fresnel reflectance. → Article Wave Equation & Diffraction Finite-difference solution of ∂²u/∂t² = c²∇²u. Huygens principle, double-slit interference and gratings. → Article Maxwell's Equations & Light Electromagnetic waves, polarisation, dispersion and the Sellmeier equation for refractive index. →
All articles →

Ключові Концепції

Теми та алгоритми, які ви досліджуєте в цій категорії

Інтерактивна МодельБраузерна симуляція реального часу з живими параметрами
WebGL / Canvas 2DАпаратно-прискорений рендеринг у браузері
Математична ОсноваДиференційні рівняння та чисельне інтегрування
Відкритий КодMIT-ліцензія — вивчайте, змінюйте та використовуйте
Без ВстановленняПрацює у Chrome, Firefox, Safari, Edge
Освітній ФокусПобудовано для чіткого пояснення науки

🔭 Перевір свої знання з оптики

П'ять швидких запитань для перевірки розуміння світла та оптики

Вікторина з оптики

Часті Запитання

Поширені запитання про цю категорію симуляцій

Чи потрібне встановлення для симуляцій?
Ні. Кожна симуляція працює повністю у браузері за допомогою WebGL та Canvas 2D. Нічого встановлювати або завантажувати — відкрийте сторінку і симуляція запуститься негайно.
Чи можна використовувати ці симуляції для навчання?
Так — усі симуляції розроблені як освітні та не потребують облікового запису. Вони широко використовуються на університетських лекціях та уроках природничих наук.
Які пристрої підтримують симуляції?
Усі симуляції працюють у браузерах на комп'ютері (Chrome, Firefox, Edge, Safari). Багато працюють і на мобільних пристроях.

Про Симуляції Оптики та Фотоніки

Трасування променів, дифракція, інтерференція та атмосферна оптика

Симуляції оптики візуалізують поширення світла через лінзи, дзеркала, щілини та оптичні середовища. Від геометричної оптики та законів Снелла до хвильової оптики Гюйгенса.

Інтерферометри демонструють конструктивну та деструктивну інтерференцію. Дифракційні ґратки розділяють біле світло на спектр. Тонкоплівкова інтерференція пояснює кольори мильних бульбашок.

Кожна симуляція побудована з акцентом на точність. Оптичні моделі базуються на рівняннях Максвелла та хвильовій теорії світла.

Explore Other Categories

⚡ Фізика та Механіка 🌿 Nature & Life 🌌 Space & Astrophysics 📐 Математика 🔋 Енергетика 🪨 Геологія 🧠 Нейронауки 💰 Економіка 🤖 ШІ та ML 🌀 Chaos & Fractals ⚡ Electromagnetism 🧮 Algorithms 🎲 Probability

Кожна симуляція оптики в цій колекції працює безкоштовно у вашому браузері, дозволяючи вивчати оптику онлайн без завантажень і реєстрації. Кожна інтерактивна модель оптики побудована на реальній фізиці світла — законі Снелля, коефіцієнтах Френеля, дифракції та розсіюванні Релея — тож зміна довжини хвилі, кута чи показника заломлення одразу дає точний результат. Ці візуалізації лежать в основі реальних застосувань, як-от волоконно-оптичний зв'язок, де повне внутрішнє відбиття веде світло скляними кабелями між континентами. Готуєтеся до іспиту з фізики, плануєте урок чи досліджуєте, як працюють лінзи, веселки й голограми — ця бібліотека інтерактивних моделей оптики робить науку про світло наочною та простою для розуміння у власному темпі.