Teorie režimu vs. paprsková teorie světla
Teorie módů a teorie paprsků jsou dva koncepty, které se podílejí na přenosu světla nebo jiných elektromagnetických vln. Tyto teorie jsou velmi důležité pro pochopení oborů, jako je rádiový přenos, datová komunikace, vláknová optika a LASER. Významní vědci jako Sir Isaac Newton a James Clarke Maxwell významně přispěli ke studiu světla a dalších elektromagnetických vln. Tyto teorie nám do značné míry pomáhají porozumět tomu, jak světlo funguje a povahu světla.
Teorie paprsku
Paprsek je obvykle znám jako úzký paprsek světla. Je známá jako klasická teorie světla nebo geometrická optika. Tato teorie paprsků popisuje pouze omezené množství vlastností světla, jako je lom a odraz. Světelný paprsek lze definovat jako čáru nebo křivku kolmou k vlnoplochám světla. Díky této definici je světelný paprsek ve skutečnosti kolineární s vlnovým vektorem. Lom světla lze popsat pomocí paprsků. Základní vlastností paprsků je, že se ohýbají na rozhraní dvou prostředí. Indexy lomu těchto médií určují úhel ohybu. Většina jednoduchých výpočtů, jako je zvětšení a vzdálenost obrazu optických systémů, jako jsou dalekohledy, mikroskopy nebo jednoduché systémy čoček, se provádí pomocí teorie paprsků světla.
Teorie režimu
Teorie režimu šíření světla hraje zásadní roli, pokud jde o vláknovou optiku. Abychom pochopili modovou teorii světla, musíme nejprve porozumět pojmu mod. Mód je termín používaný při studiu stojatého vlnění. Stojaté vlnění vzniká, když se ruší dvě vlny se stejnou frekvencí a amplitudou pohybující se v opačném směru. Stojatá vlna nemá žádný čistý přenos energie v žádném směru. Režim stojaté vlny je dán počtem smyček v rámci stojaté vlny. V oblasti vláknové optiky jsou módy vytvářeny vlnami odrážejícími se od dvou stran vláknového válce. Pokud se vytvoří stojaté vlny, způsobí to ztrátu signálu. Proto je počet režimů, které mohou být uvnitř optického vlákna, omezen, čímž se omezuje počet frekvencí, které mohou být vysílány přes optické vlákno. Toto je známé jako šířka pásma kanálu. Teorie módů používá vlnovou teorii světla k popisu sebe sama, jevů jako difrakce a interference.
Rozdíl mezi teorií módů a paprskovou teorií světla
Teorie paprsků je teorie spojená s geometrickou optikou. Nepředpokládá světlo ani jako vlnu, ani jako částici. Modusová teorie světla předpokládá světlo jako vlnu. Režimová teorie světla se používá k výpočtu veličin, jako je šířka pásma, ale teorie paprsků se používá k výpočtu vlastností, jako je zvětšení nebo vzdálenost k objektu nebo obrazu v optickém systému.
