Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.5: Нижня лінія - геометрична оптика та хвильова оптика

  • Page ID
    75648
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    У геометричній оптиці дзеркала, лінзи, телескопи і так далі аналізуються шляхом відстеження вузьких променів світла через систему, застосовуючи стандартні правила відображення і заломлення. Незважаючи на картину Гюйгенса, більшість людей, які використовували цю усталену техніку до 1800 року, думали, що промені були потоками частинок. Принцип найменшого часу Ферма був витонченим формулюванням законів руху цього потоку — він звів всі спостережувані прогини і т.д., до єдиного твердження. Він навіть включав явища, спричинені змінним показником заломлення, і, як наслідок, вигнуті шляхи для світлових променів, такі як міражі, відбиття далеких гір у землі середньої відстані в спекотні дні, спричинені шаром більш гарячого повітря близько до землі.

    Але, незважаючи на свою елегантність, жодного теоретичного пояснення принципу Ферма не було отримано, поки не було встановлено, що світло - це хвиля - тоді це стало ясно. Хвилі виходили по всіх можливих шляхах, але фазові перепади викликали майже ідеальне скасування, за винятком шляхів в околицях найкоротших.

    Ми знайдемо подібний зв'язок між класичною механікою і квантовою механікою.