Teoria modului vs teoria razelor de lumină
Teoria modului și teoria razelor sunt două concepte implicate în transmiterea luminii sau a altor unde electromagnetice. Aceste teorii sunt foarte importante în înțelegerea unor domenii precum transmisia radio, comunicațiile de date, fibra optică și LASER-urile. Oameni de știință proeminenți precum Sir Isaac Newton și James Clarke Maxwell au avut o contribuție remarcabilă la studiul luminii și al altor unde electromagnetice. Aceste teorii ne ajută să înțelegem cum funcționează lumina și natura luminii într-o măsură foarte bună.
Teoria razelor
O rază este de obicei cunoscută ca un fascicul îngust de lumină. Este cunoscută ca teoria clasică a luminii sau optica geometrică. Această teorie a razelor descrie doar o cantitate limitată de proprietăți ale luminii, cum ar fi refracția și reflexia. O rază de lumină poate fi definită ca linia sau curba perpendiculară pe fronturile de undă ale luminii. Această definiție a razei de lumină o face de fapt coliniară cu vectorul de undă. Refracția unei lumini poate fi descrisă folosind raze. O proprietate fundamentală a razelor este că se îndoaie în interfața a două medii. Indicii de refracție ai acestor medii determină unghiul de îndoire. Majoritatea calculelor simple, cum ar fi mărirea și distanța imaginii sistemelor optice, cum ar fi telescoape, microscoape sau sisteme de lentile simple, sunt efectuate folosind teoria razelor de lumină.
Teoria modului
Teoria modului de propagare a luminii joacă un rol vital atunci când vine vorba de fibra optică. Pentru a înțelege teoria modului luminii, trebuie să înțelegeți mai întâi termenul mod. Modul este un termen folosit în studiul undei staţionare. O undă staționară este produsă atunci când interferează două unde cu aceeași frecvență și amplitudine care se mișcă în direcția opusă. O undă staționară nu are transfer net de energie în nicio direcție. Modul undei staționare este dat de numărul de bucle din unda staționară. În domeniul fibrei optice, modurile sunt create de undele care sărit de pe cele două laturi ale cilindrului de fibră. Dacă se creează o undă staționară, aceasta cauzează o pierdere a semnalului. Prin urmare, numărul de moduri care pot fi în interiorul unei fibre optice este limitat, limitând astfel numărul de frecvențe care pot fi trimise prin fibra optică. Aceasta este cunoscută ca lățimea de bandă a canalului. Teoria modului folosește teoria ondulatorie a luminii pentru a se descrie, fenomene precum difracția și interferența.
Diferența dintre teoria modului și teoria razelor luminii
Teoria razelor este o teorie care este conectată cu optica geometrică. Nu presupune lumina ca undă sau particulă. Teoria modului luminii presupune lumina ca undă. Teoria modului luminii este folosită pentru a calcula cantități precum lățimea de bandă, dar teoria razelor este folosită pentru a calcula proprietăți precum mărirea sau distanța până la obiect sau imagine într-un sistem optic.
