¿Las leyes de la óptica geométrica solo se aplican a los medios lineales?

Haz las leyes de la óptica geométrica,

  1. los rayos incidente, reflejado y transmitido se encuentran en el mismo plano;
  2. θ r = θ i ;
  3. norte i pecado ⁡ θ i = norte t pecado ⁡ θ t (La ley de Snell),

aplicar sólo cuando se trata de medios lineales? Por medio lineal me refiero a uno en el que la polarización y la magnetización son proporcionales al campo eléctrico y al campo magnético auxiliar respectivamente:

PAG = x mi ε 0 mi y METRO = x metro H .

¿Considerarías que esas leyes se cumplen si, por ejemplo, el rayo se 'disuelve' en dos rayos de diferentes colores que van en diferentes direcciones? ¿Qué pasa con una situación en la que el índice de refracción depende de la intensidad pero todo lo demás permanece igual?
Solo pido que tales leyes se apliquen de la misma manera que se aplican a los medios lineales. Sería constructivo describir en la respuesta cómo se aplican tales leyes a los medios lineales.
Implícitamente ha asumido un medio isotrópico así como un medio lineal. Además, el medio es un dieléctrico; de lo contrario, tendrá que considerar un índice de refracción complejo
No estoy seguro de si esta es una edición demasiado grande para sugerirla, pero puede ayudar a cambiar sus susceptibilidades para que sean (a) operadores lineales (matrices/tensores) y (b) funciones de posición espacial. Porque parece que estás buscando efectos causados ​​al hacer mapas más complicados que eso.

Respuestas (1)

Sí, si por "medio lineal" te refieres a "medio isotrópico lineal" (que está implícito en la definición que diste).

Para un medio lineal e isotrópico (también llamado "birrefringente"), como la calcita, su ley 1 es falsa (el haz transmitido puede doblarse fuera del plano de los haces incidente y reflejado) y su ley 3 es falsa o sin sentido (usted puede tener θ i = 0 pero θ t ≠ 0 , cf. desplazadores de haz birrefringentes , pero en realidad no hay un valor significativo para norte t ).

Aquí hay una descripción del flagrante desprecio de los materiales birrefringentes por la ley de Snell: un haz incidente normal que se inclina fuera de lo normal dentro del material:

Imagen de la división del haz por material birrefringente

Su ley 2 es universalmente válida, si define "el haz reflejado" en el sentido normal. Es casi tautológico... Puedes obtener rayos en otros ángulos. Un haz de segundo armónico reflejado irá en un ángulo diferente. Si el medio difracta la luz por cualquier razón (por ejemplo, el medio está hecho de átomos y la "luz" son los rayos X), los rayos difractados tienen otros ángulos.

Entonces, ¿su respuesta a la pregunta es "sí, si se refiere a un medio isotrópico lineal"? ¿Tal vez debería indicar explícitamente su respuesta final en relación con todo lo demás que discute?
El walkoff transversal, el fenómeno descrito aquí, en realidad puede derivarse del principio de Fermat ( iopscience.iop.org/article/10.1088/0963-9659/7/6/018 ). Realmente, creo que la óptica geométrica funciona bien para los medios birrefringentes; incluye más de lo que se describe en la forma simplificada de la ley de Snell para medios isotrópicos.
@ostrichCamel - ¡gracias por el enlace! Estoy de acuerdo en todos los aspectos. Lo que OP llama "las leyes de la óptica geométrica" ​​no es lo que yo llamaría "las leyes de la óptica geométrica".
¿Las leyes de la óptica geométrica solo se aplican a los medios lineales?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v