Tilateoria vs. valon sädeteoria
Tilateoria ja sädeteoria ovat kaksi käsitettä, jotka liittyvät valon tai muiden sähkömagneettisten a altojen siirtoon. Nämä teoriat ovat erittäin tärkeitä alojen, kuten radiolähetyksen, tietoliikenteen, kuituoptiikan ja LASERien ymmärtämisessä. Merkittävät tiedemiehet, kuten Sir Isaac Newton ja James Clarke Maxwell, tekivät erinomaisen panoksen valon ja muiden sähkömagneettisten a altojen tutkimukseen. Nämä teoriat auttavat meitä ymmärtämään valon toimintaa ja valon luonnetta erittäin hyvässä määrin.
Sädeteoria
Säde tunnetaan yleensä kapeana valonsäteenä. Se tunnetaan klassisena valoteoriana tai geometrisena optiikkana. Tämä sädeteoria kuvaa vain rajoitetun määrän valon ominaisuuksia, kuten taittumista ja heijastusta. Valosäde voidaan määritellä viivaksi tai käyräksi, joka on kohtisuorassa valon a altorintamiin nähden. Tämä valonsäteen määritelmä tekee siitä itse asiassa kollineaarisen a altovektorin kanssa. Valon taittumista voidaan kuvata säteiden avulla. Säteiden perusominaisuus on, että se taipuu kahden väliaineen rajapinnassa. Näiden väliaineiden taitekertoimet määräävät taivutuksen kulman. Suurin osa yksinkertaisista laskelmista, kuten optisten järjestelmien, kuten kaukoputkien, mikroskooppien tai yksinkertaisten linssijärjestelmien, kuvan suurennus ja etäisyys, suoritetaan käyttämällä valon sädeteoriaa.
Tilateoria
Valon etenemisen mooditeorialla on tärkeä rooli kuituoptiikassa. Valon mooditeorian ymmärtämiseksi on ensin ymmärrettävä termi moodi. Mode on termi, jota käytetään seisovan aallon tutkimuksessa. Seisova a alto syntyy, kun kaksi a altoa, joilla on sama taajuus ja amplitudi, jotka liikkuvat vastakkaiseen suuntaan, häiritsevät. Seisovalla aallolla ei ole nettoenergian siirtoa mihinkään suuntaan. Seisovan aallon tila saadaan seisovassa aallossa olevien silmukoiden lukumäärästä. Kuituoptiikan alalla moodit syntyvät kuitusylinterin molemmilta puolilta pomppivilla aalloilla. Jos syntyy seisova a alto, se aiheuttaa signaalin menetyksen. Siksi optisen kuidun sisällä olevien moodien lukumäärä on rajoitettu, mikä rajoittaa optisen kuidun kautta lähetettävien taajuuksien määrää. Tätä kutsutaan kanavan kaistanleveydeksi. Mooditeoria käyttää valon a altoteoriaa kuvaamaan itseään, ilmiöitä, kuten diffraktiota ja häiriötä.
Mooditeorian ja valon sädeteorian välinen ero
Sädeteoria on teoria, joka liittyy geometriseen optiikkaan. Se ei ota valoa a altona tai hiukkasena. Valon mooditeoria olettaa valon a altona. Valon mooditeoriaa käytetään laskemaan suureita, kuten kaistanleveyttä, mutta sädeteoriaa käytetään laskemaan ominaisuuksia, kuten suurennus tai etäisyys esineeseen tai kuvaan optisessa järjestelmässä.
