Lungimea căii optice - Optical path length

În optică , lungimea căii optice ( OPL ) sau distanța optică într-un mediu omogen este produsul lungimii geometrice a căii optice urmată de lumină și de indicele de refracție al mediului prin care se propagă o rază de lumină ; pentru medii neomogene, produsul de mai sus este generalizat ca o integrală. În multe manuale, este scris simbolic ca Λ . O diferență în OPL între două căi este adesea numită diferență de cale optică ( OPD ). OPL și OPD sunt importante deoarece determină faza luminii și guvernează interferența și difracția luminii pe măsură ce se propagă.

Formulare

Într-un mediu cu indice de refracție constant, n , OPL pentru o cale de lungime geometrică s este doar

${\ displaystyle \ mathrm {OPL} = ns. \,}$

Dacă indicele de refracție variază de-a lungul căii, OPL este dat de o integrală de linie

${\ displaystyle \ mathrm {OPL} = \ int _ {C} n \ mathrm {d} s, \ quad}$

unde n este indicele de refracție local , în funcție de distanța de-a lungul căii de C .

Un val electromagnetic de înmulțire a lungul unui traseu C are defazajul peste C ca și în cazul în care aceasta a fost o cale de înmulțire într - un vid , a cărui lungime este egală cu lungimea căii optice de C . Astfel, dacă o undă călătorește prin mai multe medii diferite, atunci lungimea căii optice a fiecărui mediu poate fi adăugată pentru a găsi lungimea totală a căii optice. Diferența de cale optică dintre căile luate de două unde identice poate fi apoi utilizată pentru a găsi schimbarea fazei. În cele din urmă, folosind schimbarea de fază, interferența dintre cele două unde poate fi calculată.

Principiul lui Fermat afirmă că calea luminii între două puncte este calea care are lungimea minimă a căii optice.

Diferența de cale optică

Cele corespunde OPD la defazaj prin care trece lumina emisă de două anterior coerente surse atunci când a trecut prin medii diferite indici de refracție . De exemplu, o undă trecută prin aer va părea să parcurgă o distanță mai mică decât o undă identică din sticlă. Acest lucru se datorează faptului că sursa din sticlă va avea un număr mai mic de lungimi de undă datorită indicelui de refracție mai mare al sticlei .

OPD poate fi calculat din următoarea ecuație:

${\ displaystyle \ mathrm {OPD} = d_ {1} n_ {1} -d_ {2} n_ {2}}$

unde d ₁ și d ₂ sunt distanțele razei care trece prin mediul 1 sau 2, n ₁ este indicele de refracție mai mare (de exemplu, sticlă) și n ₂ este indicele de refracție mai mic (de exemplu, aerul).

Vezi si

• Masa de aer (astronomie)
• Optică lagrangiană
• Optica hamiltoniană
• Principiul lui Fermat
• Adâncimea optică

Referințe

•  Acest articol încorporează  materiale din domeniul public din documentul Administrării serviciilor generale : „Standardul federal 1037C” .(în sprijinul MIL-STD-188 )
• Jenkins, F .; White, H. (1976).Bazele opticii(Ed. A 4-a). McGraw-Hill. ISBN 0-07-032330-5.