注1:本文系“概念解析”系列之一,致力于简洁清晰地解释、辨析复杂而专业的概念。本次辨析的概念是:费马路径
费马路径: Fermat Path & 费马原理
背景介绍
在异质光学介质中,光线传播呈现出折射的行为。由于光速在不同介质中有所不同,光线在经过界面时,其路径也会发生偏转。
17世纪,法国数学家费马根据这一现象,提出在非均匀介质中,光线传播遵循的路程最短原理,即费马原理。这为我们分析和计算光线在复杂介质中的传播轨迹奠定了基础。
Fermat’s principle | Galileo Unbound
费马原理
费马原理阐明了以下定律:
在非均匀各向同性介质中,光线从一点到另一点所经历的实际光路,比任何其他可行路径的光路都短。
这里,光路是指光线在传播过程中,通过的光学路径长度。在各向同性介质中,它等于几何路径长度与介质的折射率之积。
由费马原理可导出光线在介质间的折射定律:
