Diferença entre a teoria dos modos e a teoria dos raios da luz

Teoria dos Modos vs Teoria dos Raios da Luz

A teoria dos modos e a teoria dos raios são dois conceitos envolvidos na transmissão de luz ou outras ondas eletromagnéticas. Essas teorias são muito importantes no entendimento de campos como transmissão de rádio, comunicação de dados, fibra ótica e LASERs. Cientistas de destaque como Sir Isaac Newton e James Clarke Maxwell deram uma contribuição notável ao estudo da luz e de outras ondas eletromagnéticas. Essas teorias nos ajudam a entender como a luz funciona e a natureza da luz em uma extensão muito boa.

Teoria dos Raios

Um raio é geralmente conhecido como um estreito feixe de luz. É conhecida como a teoria clássica da luz ou da óptica geométrica. Essa teoria dos raios descreve apenas uma quantidade limitada de propriedades da luz, como refração e reflexão. Um raio de luz pode ser definido como a linha ou curva perpendicular às frentes de onda da luz. Essa definição de raio de luz o torna realmente colinear ao vetor de onda. A refração de uma luz pode ser descrita usando raios. Uma propriedade fundamental dos raios é que ele se dobra na interface de duas mídias. Os índices de refração desses meios determinam o ângulo da dobra. A maioria dos cálculos simples, como ampliação e distância da imagem de sistemas ópticos, como telescópios, microscópios ou sistemas simples de lentes, é realizada usando a teoria dos raios da luz.

Teoria dos Modos

A teoria dos modos da propagação da luz desempenha um papel vital quando se trata de fibra ótica. Para entender a teoria dos modos da luz, é preciso primeiro entender o termo modo. Mode é um termo usado no estudo de ondas estacionárias. Uma onda estacionária é produzida quando duas ondas com a mesma frequência e amplitude se movendo na direção oposta interferem. Uma onda estacionária não possui transferência líquida de energia em nenhuma direção. O modo da onda estacionária é dado pelo número de loops na onda estacionária. No campo da fibra óptica, os modos são criados pelas ondas que saltam dos dois lados do cilindro de fibra. Se uma onda estacionária é criada, isso causa uma perda de sinal. Portanto, o número de modos que podem estar dentro de uma fibra óptica é limitado, limitando assim o número de frequências que podem ser enviadas através da fibra óptica. Isso é conhecido como largura de banda do canal. A teoria dos modos usa a teoria das ondas da luz para se descrever, fenômenos como difração e interferência.

Diferença entre a teoria dos modos e a teoria dos raios da luz

A teoria dos raios é uma teoria que está conectada à óptica geométrica. Não assume a luz como onda ou partícula. A teoria dos modos da luz assume a luz como uma onda. A teoria dos modos da luz é usada para calcular quantidades como largura de banda, mas a teoria dos raios é usada para calcular propriedades como ampliação ou distância ao objeto ou imagem em um sistema óptico.