Teoria modów a teoria promienia światła
Teoria modów i teoria promienia to dwie koncepcje związane z transmisją światła lub innych fal elektromagnetycznych. Teorie te są bardzo ważne dla zrozumienia takich dziedzin, jak transmisja radiowa, komunikacja danych, światłowody i LASERY. Wybitni naukowcy, tacy jak Sir Isaac Newton i James Clarke Maxwell, wnieśli wybitny wkład w badanie światła i innych fal elektromagnetycznych. Te teorie pomagają nam w bardzo dobrym stopniu zrozumieć, jak działa światło i jego naturę.
Teoria promienia
Promień jest zwykle nazywany wąską wiązką światła. Znana jest jako klasyczna teoria światła lub optyka geometryczna. Ta teoria promienia opisuje tylko ograniczoną ilość właściwości światła, takich jak załamanie i odbicie. Promień światła można zdefiniować jako linię lub krzywą prostopadłą do czoła fali światła. Ta definicja promienia świetlnego sprawia, że jest on faktycznie współliniowy z wektorem falowym. Załamanie światła można opisać za pomocą promieni. Podstawową właściwością promieni jest to, że zginają się na styku dwóch mediów. Współczynniki załamania światła tych mediów określają kąt zgięcia. Większość prostych obliczeń, takich jak powiększenie i odległość obrazu systemów optycznych, takich jak teleskopy, mikroskopy lub proste układy soczewek, przeprowadza się za pomocą teorii promieni światła.
Teoria modów
Teoria modów propagacji światła odgrywa istotną rolę w przypadku światłowodów. Aby zrozumieć modową teorię światła, należy najpierw zrozumieć termin mod. Tryb to termin używany w badaniu fali stojącej. Fala stojąca powstaje, gdy dwie fale o tej samej częstotliwości i amplitudzie poruszające się w przeciwnym kierunku zakłócają się. Fala stojąca nie przenosi energii netto w żadnym kierunku. Tryb fali stojącej określa liczba pętli w fali stojącej. W dziedzinie światłowodów mody są tworzone przez fale odbijające się od dwóch stron cylindra światłowodu. Powstanie fali stojącej powoduje utratę sygnału. Dlatego liczba modów, które mogą znajdować się wewnątrz światłowodu, jest ograniczona, ograniczając tym samym liczbę częstotliwości, które mogą być przesyłane przez światłowód. Nazywa się to przepustowością kanału. Teoria modów wykorzystuje falową teorię światła do opisu siebie, zjawisk takich jak dyfrakcja i interferencja.
Różnica między teorią modów a teorią promienia światła
Teoria promienia jest teorią związaną z optyką geometryczną. Nie przyjmuje światła jako fali ani cząstki. Modowa teoria światła zakłada, że światło jest falą. Teoria modów światła jest używana do obliczania wielkości, takich jak szerokość pasma, ale teoria promienia jest używana do obliczania właściwości, takich jak powiększenie lub odległość do obiektu lub obrazu w układzie optycznym.
