Teoria dei modi vs Teoria dei raggi della luce
La teoria dei modi e la teoria dei raggi sono due concetti coinvolti nella trasmissione della luce o di altre onde elettromagnetiche. Queste teorie sono molto importanti per comprendere campi come la trasmissione radio, la comunicazione di dati, le fibre ottiche e i LASER. Eminenti scienziati come Sir Isaac Newton e James Clarke Maxwell hanno dato un contributo eccezionale allo studio della luce e di altre onde elettromagnetiche. Queste teorie ci aiutano a capire come funziona la luce e la natura della luce in misura molto buona.
Teoria di Ray
Un raggio è generalmente noto come fascio di luce stretto. È conosciuta come la teoria classica della luce o ottica geometrica. Questa teoria dei raggi descrive solo una quantità limitata di proprietà della luce come la rifrazione e la riflessione. Un raggio di luce può essere definito come la linea o la curva perpendicolare ai fronti d'onda della luce. Questa definizione di raggio di luce lo rende effettivamente collineare al vettore d'onda. La rifrazione di una luce può essere descritta usando i raggi. Una proprietà fondamentale dei raggi è che si piega nell'interfaccia di due media. Gli indici di rifrazione di questi mezzi determinano l'angolo di curvatura. La maggior parte dei semplici calcoli come l'ingrandimento e la distanza dell'immagine di sistemi ottici come telescopi, microscopi o semplici sistemi di lenti vengono eseguiti utilizzando la teoria dei raggi della luce.
Teoria dei modi
La teoria dei modi di propagazione della luce gioca un ruolo fondamentale quando si tratta di fibre ottiche. Per comprendere la teoria della modalità della luce, è necessario prima comprendere il termine modalità. La modalità è un termine utilizzato nello studio delle onde stazionarie. Un'onda stazionaria viene prodotta quando due onde con la stessa frequenza e ampiezza che si muovono nella direzione opposta interferiscono. Un'onda stazionaria non ha trasferimento netto di energia in nessuna direzione. La modalità dell'onda stazionaria è data dal numero di loop all'interno dell'onda stazionaria. Nel campo delle fibre ottiche, le modalità sono create dalle onde che rimbalzano dai due lati del cilindro della fibra. Se viene creata un'onda stazionaria, ciò causa una perdita di segnale. Pertanto, il numero di modalità che possono essere all'interno di una fibra ottica è limitato, limitando così il numero di frequenze che possono essere inviate attraverso la fibra ottica. Questo è noto come la larghezza di banda del canale. La teoria dei modi utilizza la teoria ondulatoria della luce per descrivere se stessa, fenomeni come la diffrazione e l'interferenza.
Differenza tra teoria dei modi e teoria dei raggi della luce
La teoria dei raggi è una teoria collegata all'ottica geometrica. Non assume la luce né come onda né come particella. La teoria dei modi della luce assume la luce come un'onda. La teoria della modalità della luce viene utilizzata per calcolare quantità come la larghezza di banda, ma la teoria dei raggi viene utilizzata per calcolare proprietà come l'ingrandimento o la distanza dall'oggetto o dall'immagine in un sistema ottico.
