Differenza tra la teoria dei modi e la teoria della luce del raggio

Teoria della modalità vs Teoria della luce del raggio

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 la comprensione di campi quali trasmissione radio, comunicazione dati, fibre ottiche e LASER. Primi 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 in che misura la luce funziona e la natura della luce.

Teoria dei raggi

Un raggio è generalmente noto come un fascio di luce stretto. È conosciuta come la teoria classica dell'ottica leggera o geometrica. Questa teoria dei raggi descrive solo una quantità limitata di proprietà della luce come rifrazione e 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 in realtà 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 media determinano l'angolo della curva. 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 della modalità della propagazione della luce gioca un ruolo vitale quando si tratta di fibre ottiche. Per comprendere la teoria della modalità della luce, è necessario prima capire il termine modo. Mode è un termine usato nello studio dell'onda stazionaria. 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 di energia netta in nessuna direzione. La modalità dell'onda stazionaria è data dal numero di anelli nell'onda stazionaria. Nel campo delle fibre ottiche, le modalità sono create dalle onde che rimbalzano dai due lati del cilindro in fibra. Se viene creata un'onda stazionaria, ciò provoca una perdita di segnale. Pertanto, il numero di modalità che possono essere all'interno di una fibra ottica è limitato, quindi, limitando il numero di frequenze che possono essere inviate attraverso la fibra ottica. Questo è noto come larghezza di banda del canale. La teoria dei modi usa la teoria ondulatoria della luce per descriversi, fenomeni come la diffrazione e l'interferenza.

Differenza tra la teoria dei modi e la teoria della luce del raggio

La teoria del raggio è una teoria collegata all'ottica geometrica. Non assume la luce come un'onda o una particella. La teoria della modalità della luce assume la luce come un'onda. La teoria dei modi della luce viene utilizzata per calcolare quantità come 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.