.. este scris intr-o limba matematica si caracterele sunt triunghiuri, cercuri si alte figuri geometrice, mijloace fara de care ar fi cu neputinta sa intelegem ceva. " - Galileo Galilei
a. Sursa de lumina. Imaginea sursei
Privirea omului este atrasa, instinctiv, de lumina, deci de sursele de lumina; totusi, vizarea directa a acestora poat produce, de multe ori, un efect nedorit asupra vederii noastre, ajungandu-se uneori chiar la pierderea totala sau partiala a vederii. Se stie ca nu putem privi Soarele in plina zi decat daca lumina sa este filtrata printr-un strat de nori; un bec privit direct, sau chiar o lumanare, ne poate produce o senzatie neplacuta.
Lasand pentru mai tarziu problema generala a protectiei vederii, sa ne indreptam acum atentia asupra posibilitatii de a privi indirect o sursa puternica, printr-un procedeu foarte simplu de realizare a unei imagini (mai putin luminoase) a sursei; procedeul este ilustrat de figura 1.1. Pentru a-l pune in aplicare, avem nevoie de un paravan mobil (un simplu carton) in care s-a creat - cu un ac - un mic orificiu; seara (sau ziua, cu storurile trase), aprindem o lumanare in camera. Apropiind paravanul mobil de un perete (sau de ecran - un paravan fix), vom vedea pe acesta din urma, clar, imaginea sursei de lumina (flacara lumanarii). Experienta poate fi realizata folosind orice alta sursa, cu conditia ca ecranul sa fie umbrit de paravanul mobil, adica sa fie ferit de lumina "directa " a sursei.
Marimea imaginii depinde de pozitia paravanului gaurit, mai precis de distantele sursa-paravan si paravan-ecran, dar despre acest aspect putem spune mai multe dupa ce formulam o explicatie a experientei efectuate. Explicatia formarii imaginilor prin procedeul din figura 1.1 face apel la cateva concepte matematice elementare, constituind o prima modelare matematica a naturii inconjuratoare. Mai intai, vom considera ca orificiul din paravanul mobil este atat de mic, incat poate fi asimilat cu un punct. Apoi, consideram ca sursa de lumina este un domeniu geometric, format dintr-o multime infinita de puncte luminoase; aceste puncte pot fi numite surse punctuale1 de lumina, considerand ca au dimensiuni infinit mici. Asemanarea imaginii cu obiectul-sursa sugereaza faptul ca ea se formeaza prin proiectarea sursei pe ecran cu ajutorul unor drepte care trec prin orificiul punctual al paravanului mobil; de aici rezulta, evident, ca: intr-un mediu omogen, lumina se propaga, de la orice sursa punctuala spre orice punct din spatiu, in linie dreapta; traiectoria luminii, intre doua puncte date, se mai numeste "raza de lumina ".
