Прямолинейное распространение

Прямолинейное распространение описывает тенденцию электромагнитных волн (света) распространяться по прямой линии. Свет не отклоняется при прохождении через однородную среду, имеющую одинаковый показатель преломления повсюду; в противном случае свет испытывает преломление . Даже если фронт волны может быть изогнут (например, волны, создаваемые ударом камня о пруд), отдельные лучи движутся по прямым линиям. Прямолинейное распространение было открыто Пьером Ферма .

Важно отметить, что прямолинейное распространение является лишь приближением . Прямолинейное приближение справедливо только для коротких расстояний, в действительности свет представляет собой волну и имеет тенденцию распространяться с течением времени. Расстояния, для которых применимо приближение, зависят от длины волны и рассматриваемых условий. Для повседневного использования он остается действительным до тех пор, пока показатель преломления в среде постоянен.

Более общая теория поведения света описывается уравнениями Максвелла .

Доказательство

Возьмите три картона A, B и C одинакового размера. Сделайте отверстие для булавки в центре каждого из трех картонов. Поместите картон в вертикальное положение так, чтобы отверстия в A, B и C находились на одной прямой линии по порядку. Поместите источник света, например свечу, возле картона А и посмотрите через отверстие в картоне С. Мы увидим пламя свечи. Это означает, что лучи света движутся по прямой ABC, и, следовательно, видно пламя свечи. Если один из картонов слегка сместить, свет свечи не будет виден. Это означает, что свет, излучаемый свечой, не может преломиться и достичь глаза наблюдателя. Это доказывает, что свет распространяется по прямой траектории, а также доказывает прямолинейное распространение света.

См. также

• Дифракция
• Плоская волна