Forskellen mellem tilstandsteori og stråleori

Mode Theory vs Ray Theory of Light

Mode teori og stråle teori er to begreber involveret i transmission af lys eller andre elektromagnetiske bølger. Disse teorier er meget vigtige i forståelse af felter som radio transmission, datakommunikation, fiberoptik og LASER. Fremtrædende forskere som Sir Isaac Newton og James Clarke Maxwell leverede et fremragende bidrag til studiet af lys og andre elektromagnetiske bølger. Disse teorier hjælper os med at forstå, hvordan lys fungerer og lysets natur i meget god grad.

Ray teori

En stråle er normalt kendt som en smal lysstråle. Det er kendt som den klassiske teori om lys eller geometrisk optik. Denne stråle teori beskriver kun en begrænset mængde egenskaber ved lys, såsom brydning og reflektion. En lysstråle kan defineres som linjen eller kurven vinkelret på lysets bølgefronter. Denne definition af lysstråle gør den faktisk kollinær til bølgevektoren. Brydning af et lys kan beskrives ved hjælp af stråler. En grundlæggende egenskab ved stråler er, at den bøjer sig i grænsefladen mellem to medier. Brytningsindekserne for disse medier bestemmer vinklen på svingen. Det meste af den enkle beregning som forstørrelse og afstand af billedet af optiske systemer som teleskoper, mikroskoper eller enkle linsesystemer udføres ved hjælp af stråleori om lys.

Mode teori

Mode teori om lysformering spiller en vigtig rolle, når det kommer til fiberoptik. For at forstå lysets tilstandsteori skal man først forstå begrebet mode. Mode er et udtryk, der bruges i studiet af stående bølge. En stående bølge produceres, når to bølger med samme frekvens og amplitude, der bevæger sig i den modsatte retning, griber ind. En stående bølge har ingen netto energioverførsel i nogen retning. Tilstanden for den stående bølge er angivet af antallet af sløjfer inden for den stående bølge. Inden for fiberoptik oprettes tilstande ved bølger, der spretter fra de to sider af fibercylinderen. Hvis der oprettes en stående bølge, forårsager dette et signaltab. 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. Mode teori bruger bølgeteori for lys til at beskrive sig selv, fænomener som diffraktion og interferens.

Forskel mellem Mode teori og Ray teori om lys

Stråleori er en teori, der er forbundet med den geometriske optik. Det antager ikke lys som hverken en bølge eller en partikel. Lysets tilstandsteori antager lys som en bølge. Funktionsteorien for lys bruges til at beregne mængder såsom båndbredde, men stråleorien bruges til at beregne egenskaber som forstørrelse eller afstand til objektet eller billedet i et optisk system.