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为什么光的传播总是使光在某两点间的传播时间最短,运动学中运用折射定律

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/11/13 08:48:13
为什么光的传播总是使光在某两点间的传播时间最短,运动学中运用折射定律
为什么光的传播总是使光在某两点间传播的时间最短?用折射定律的原理解运动学问题?
为什么光的传播总是使光在某两点间的传播时间最短,运动学中运用折射定律
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费马原理
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费马原理是几何光学中的一条重要原理,由此原理可证明光在均匀介质中传播时遵从的直线传播定律、反射和折射定律,以及傍轴条件下透镜的等光程性等.光的可逆性原理是几何光学中的一条普遍原理,该原理说,若光线在介质中沿某一路径传播,当光线反向时,必沿同一路径逆向传播 .费马原理规定了光线传播的唯一可实现的路径,不论光线正向传播还是逆向传播,必沿同一路径.因而借助于费马原理可说明光的可逆性原理的正确性.光在任意介质中从一点传播到另一点时,沿所需时间最短的路径传播.
中文名称:费马原理
外文名称:Fermat principle
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用途
地震学
地震波沿射线传播的旅行时和沿其他路径传播的旅行时相比为最小,亦是波沿旅行时最小的路径传播.
光学
光线在两点间的实际路径是使所需的传播时间为极值的路径.在大部分情况下,此极值为最小值,但
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费马原理
有时为最大值,有时为恒定值.
原理
光在任意介质中从一点传播到另一点时,沿所需时间最短的路径传播.又称最小时间原理或极短光程原理,法国数学家费马于1657年首先提出.设介质折射率n在空间作连续变化,光传播路程ds所需时间为式中c为真空中的光速.
光沿ACB曲线从A点传播到B点所需时间为费马原理指出了光传播的实际路径,这是一条所需时间τ为极小值的路径.实际上τ除取极小值外,还可取极大值或稳定值,总之,τ应取极值.光在介质中传播时,光传播的几何路程与介质折射率之乘积称为光程.上式中的积分就是光沿 ACB曲线从A点传到B点的总光程.故费马原理也可表述为:光传播的实际路径是使光程取极值(极小值、极大值或稳定值).
光程取极值的条件为光程的一阶变分等于零,即此即费马原理的数学表达式.费马原理是几何光学中的一条重要原理,由此原理可证明光在均匀介质中传播时遵从的直线传播定律、反射和折射定律,以及傍轴条件下透镜的等光程性等.光的可逆性原理是几何光学中的一条普遍原理,该原理说,若光线在介质中沿某一路径传播,当光线反向时,必沿同一路径逆向传播 .费马原理规定了光线传播的唯一可实现的路径,不论光线正向传播还是逆向传播,必沿同一路径.因而借助于费马原理可说明光的可逆性原理的正确性.
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费马原理
应用
费马原理对折射定律的证明
假设光从介质n1入射到介质n2.在两个介质的交界面上取一条直线为x轴,法线为y轴,在入射光线上任取一点A(x1,y1),光线与两介质交界面的交点为B(x,0),在折射光线上任取一点C(x2,y2). 再答: 摘自百度百科