Modentheorie vs. Strahlentheorie des Lichts
Modentheorie und Strahlentheorie sind zwei Konzepte, die an der Übertragung von Licht oder anderen elektromagnetischen Wellen beteiligt sind. Diese Theorien sind sehr wichtig für das Verständnis von Bereichen wie Funkübertragung, Datenkommunikation, Faseroptik und LASER. Prominente Wissenschaftler wie Sir Isaac Newton und James Clarke Maxwell leisteten einen herausragenden Beitrag zur Erforschung von Licht und anderen elektromagnetischen Wellen. Diese Theorien helfen uns sehr gut zu verstehen, wie Licht funktioniert und was Licht ist.
Strahlentheorie
Ein Strahl wird normalerweise als schmaler Lichtstrahl bezeichnet. Sie ist als klassische Lichttheorie oder geometrische Optik bekannt. Diese Strahlentheorie beschreibt nur eine begrenzte Anzahl von Lichteigenschaften wie Brechung und Reflexion. Ein Lichtstrahl kann als Linie oder Kurve senkrecht zu den Wellenfronten des Lichts definiert werden. Diese Definition des Lichtstrahls macht ihn tatsächlich kollinear zum Wellenvektor. Die Brechung eines Lichts lässt sich mit Strahlen beschreiben. Eine grundlegende Eigenschaft von Strahlen ist, dass sie sich an der Grenzfläche zweier Medien krümmen. Die Brechungsindizes dieser Medien bestimmen den Krümmungswinkel. Die meisten einfachen Berechnungen wie Vergrößerung und Entfernung des Bildes optischer Systeme wie Teleskope, Mikroskope oder einfacher Linsensysteme werden mit der Strahlentheorie des Lichts durchgeführt.
Modentheorie
Modentheorie der Lichtausbreitung spielt eine wichtige Rolle, wenn es um Glasfaser geht. Um die Modentheorie des Lichts zu verstehen, muss man zunächst den Begriff Mode verstehen. Modus ist ein Begriff, der in der Untersuchung der stehenden Welle verwendet wird. Eine stehende Welle entsteht, wenn sich zwei gegenläufige Wellen gleicher Frequenz und Amplitude überlagern. Eine stehende Welle hat keine Nettoenergieübertragung in irgendeine Richtung. Die Mode der stehenden Welle ist durch die Anzahl der Schleifen innerhalb der stehenden Welle gegeben. Auf dem Gebiet der Faseroptik werden Moden durch Wellen erzeugt, die von den beiden Seiten des Faserzylinders abprallen. Wenn eine stehende Welle erzeugt wird, führt dies zu einem Signalverlust. Daher ist die Anzahl der Moden, die sich innerhalb einer optischen Faser befinden können, begrenzt, wodurch die Anzahl der Frequenzen begrenzt wird, die durch die optische Faser gesendet werden können. Dies wird als Bandbreite des Kanals bezeichnet. Die Modentheorie verwendet die Wellentheorie des Lichts, um sich selbst zu beschreiben, Phänomene wie Beugung und Interferenz.
Unterschied zwischen Modentheorie und Strahlentheorie des Lichts
Strahlentheorie ist eine Theorie, die mit der geometrischen Optik zusammenhängt. Es nimmt Licht weder als Welle noch als Teilchen an. Die Modentheorie des Lichts nimmt Licht als Welle an. Die Modentheorie des Lichts wird verwendet, um Größen wie Bandbreite zu berechnen, aber die Strahlentheorie wird verwendet, um Eigenschaften wie Vergrößerung oder Entfernung zum Objekt oder Bild in einem optischen System zu berechnen.
