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Modèle rayon lumineux

Le point culminant de notre étude de l`électricité et du magnétisme a été la découverte que la lumière est une onde électromagnétique. Sachant cela, cependant, n`est pas la même chose que de tout savoir sur les yeux et les télescopes. En fait, la description complète de la lumière comme une vague peut être assez lourde. Nous allons plutôt passer la plupart de notre traitement de l`optique en utilisant un modèle plus simple de la lumière, le modèle de rayon, qui fait un beau travail dans la plupart des situations pratiques. Non seulement cela, mais nous allons même BackTrack un peu et commencer par une discussion des idées de base sur la lumière et la vision qui a prédaté la découverte des ondes électromagnétiques. Trois morceaux de tôlerie disposés perpendiculairement comme indiqué dans la forme de figure ce qui est connu comme un coin radar. Supposons que le coin radar est grand par rapport à la longueur d`onde des ondes radar, de sorte que le modèle de rayon est logique. Si le coin radar est baigné de rayons radar, au moins certains d`entre eux subiront trois réflexions. En faisant une nouvelle généralisation de votre raisonnement à partir des deux questions de discussion précédentes, qu`arrivera-t-il aux trois composantes de vélocité d`un tel rayon? À quoi le coin radar serait-il utile? Dans l`optique, un rayon est un modèle idéalisé de lumière, obtenu en choisissant une ligne perpendiculaire aux fronts d`onde de la lumière réelle, et qui pointe dans la direction du flux d`énergie. 1 [2] les rayons sont utilisés pour modéliser la propagation de la lumière à travers un système optique, en divisant le champ de lumière réelle en rayons discrets qui peuvent être propagés par calcul par le système par les techniques de traçage des rayons. Cela permet même des systèmes optiques très complexes à analyser mathématiquement ou simulés par ordinateur.

Le traçage des rayons utilise des solutions approximatives pour les équations de Maxwell qui sont valides tant que les ondes lumineuses se propagent à travers et autour des objets dont les dimensions sont beaucoup plus grandes que la longueur d`onde de la lumière. La théorie des rayons (optique géométrique) ne décrit pas les phénomènes tels que l`interférence et la diffraction, qui exigent la théorie des vagues (impliquant la phase relative des rayons). 3 parce que la lumière se déplace en lignes droites, les principes géométriques liés aux lignes droites peuvent être utilisés pour montrer ce qui arrive à la lumière quand il frappe divers objets. Tant d`effets produits par la lumière peuvent être expliqués en utilisant ce modèle, qui constitue la branche de l`étude appelée optique géométrique. a/la lumière d`une bougie est heurté bien sûr par un morceau de verre. L`insertion du verre provoque l`emplacement apparent de la bougie à décaler. Le même effet peut être produit en décollant vos lunettes et en regardant ce que vous voyez près du bord de la lentille, mais un morceau de verre plat fonctionne tout aussi bien qu`une lentille à cet effet. La lumière est une sorte de substance qui voyage et transporte des informations. Notez comment j`ai été en passant schémiquement le mouvement de la lumière avec des images montrant des rayons de lumière comme des lignes sur la page. Plus formellement, cela est connu comme le modèle de rayon de la lumière.

Le modèle de rayon de la lumière semble naturel une fois que nous nous convainquons que la lumière voyage à travers l`espace, et observer des phénomènes comme des rayons solaires qui traversent des trous dans les nuages. Ayant déjà été introduit au concept de la lumière comme une onde électromagnétique, vous savez que le modèle de rayon n`est pas la vérité ultime sur la lumière, mais le modèle de rayon est plus simple, et en tout cas la science traite toujours des modèles de la réalité, pas la nature ultime de Réalité. Le tableau suivant résume trois modèles de lumière. Deux autres principes phénoménologiques sont nécessaires pour compléter le modèle de rayon: ce qui se passe quand un rayon frappe un miroir (réflexion) et ce qui se passe quand il traverse une frontière entre deux médias transparents (réfraction). q/la lumière est émise au centre d`un miroir elliptique. Il y a quatre chemins physiquement possibles par lesquels un rayon peut être réfléchi et retourner au centre. Il existe de nombreux rayons spéciaux qui sont utilisés dans la modélisation optique pour analyser un système optique. Ceux-ci sont définis et décrits ci-dessous, regroupés par le type de système qu`ils sont utilisés pour modéliser.