rayo (óptica)
En óptica, un rayo es un modelo geométrico idealizado de la luz , obtenido eligiendo una curva que es perpendicular a los frentes de onda de la luz real y que apunta en la dirección del flujo de energía . [1] [2] Los rayos se utilizan para modelar la propagación de la luz a través de un sistema óptico, dividiendo el campo de luz real en rayos discretos que pueden propagarse computacionalmente a través del sistema mediante las técnicas de trazado de rayos . Esto permite analizar matemáticamente o simular por computadora incluso sistemas ópticos muy complejos. El trazado de rayos utiliza soluciones aproximadas paraEcuaciones de Maxwell que son válidas mientras las ondas de luz se propaguen a través y alrededor de objetos cuyas dimensiones son mucho mayores que la longitud de onda de la luz . La óptica de rayos u óptica geométrica no describe fenómenos como la difracción , que requieren la teoría de la óptica ondulatoria . Algunos fenómenos de ondas, como la interferencia , se pueden modelar en circunstancias limitadas agregando fase al modelo de rayos.
Un rayo de luz es una línea ( recta o curva ) que es perpendicular a los frentes de onda de la luz ; su tangente es colineal con el vector de onda . Los rayos de luz en medios homogéneos son rectos. Se doblan en la interfaz entre dos medios diferentes y pueden curvarse en un medio en el que cambia el índice de refracción . óptica geométricadescribe cómo los rayos se propagan a través de un sistema óptico. Los objetos de los que se van a obtener imágenes se tratan como colecciones de fuentes puntuales independientes, cada una de las cuales produce frentes de onda esféricos y los correspondientes rayos hacia el exterior. Los rayos de cada punto del objeto se pueden propagar matemáticamente para ubicar el punto correspondiente en la imagen.
Una definición un poco más rigurosa de un rayo de luz se deriva del principio de Fermat , que establece que el camino tomado entre dos puntos por un rayo de luz es el camino que se puede recorrer en el menor tiempo. [3]
Hay muchos rayos especiales que se utilizan en el modelado óptico para analizar un sistema óptico. Estos se definen y describen a continuación, agrupados por el tipo de sistema que se utilizan para modelar.
