Mode Theory vs Ray Theory of Light
Modeteori og stråleteori er to begreber involveret i transmission af lys eller andre elektromagnetiske bølger. Disse teorier er meget vigtige for at forstå områder som radiotransmission, datakommunikation, fiberoptik og LASER. Fremtrædende videnskabsmænd som Sir Isaac Newton og James Clarke Maxwell ydede et fremragende bidrag til studiet af lys og andre elektromagnetiske bølger. Disse teorier hjælper os med at forstå, hvordan lys virker og lysets natur i meget god udstrækning.
Ray Theory
En stråle er norm alt kendt som en smal lysstråle. Det er kendt som den klassiske teori om lys eller geometrisk optik. Denne stråleteori beskriver kun en begrænset mængde lysegenskaber, såsom brydning og refleksion. En lysstråle kan defineres som linjen eller kurven vinkelret på lysets bølgefronter. Denne definition af lysstråle gør den faktisk kollineær i forhold til bølgevektoren. Lysets brydning kan beskrives ved hjælp af stråler. En grundlæggende egenskab ved stråler er, at den bøjes i grænsefladen mellem to medier. Disse mediers brydningsindeks bestemmer vinklen på bøjningen. Det meste af de simple beregninger som forstørrelse og afstand af billedet af optiske systemer som teleskoper, mikroskoper eller simple linsesystemer udføres ved hjælp af lysstråleteori.
Mode Theory
Mode-teori om lysudbredelse spiller en afgørende rolle, når det kommer til fiberoptik. For at forstå modusteorien om lys må man først forstå begrebet modus. Mode er et udtryk, der bruges i studiet af stående bølge. En stående bølge frembringes, når to bølger med samme frekvens og amplitude, der bevæger sig i den modsatte retning, interfererer. En stående bølge har ingen nettoenergioverførsel i nogen retning. Den stående bølges tilstand er givet ved antallet af sløjfer i den stående bølge. Inden for fiberoptik skabes tilstande af bølger, der hopper fra de to sider af fibercylinderen. Hvis der opstår en stående bølge, forårsager dette et sign altab. Derfor er antallet af tilstande, der kan være inde i en optisk fiber, begrænset, hvilket begrænser antallet af frekvenser, der kan sendes gennem den optiske fiber. Dette er kendt som kanalens båndbredde. Tilstandsteori bruger bølgeteori om lys til at beskrive sig selv, fænomener som diffraktion og interferens.
Forskellen mellem tilstandsteori og lysstråleteori
Stråleteori er en teori, der er forbundet med den geometriske optik. Det antager ikke lys som hverken en bølge eller en partikel. Modeteorien om lys antager lys som en bølge. Lystilstandsteorien bruges til at beregne mængder såsom båndbredde, men stråleteorien bruges til at beregne egenskaber som forstørrelse eller afstand til objektet eller billedet i et optisk system.
