Puntos finales en el principio de Fermat

¿Se deben fijar los puntos finales de la trayectoria del rayo de luz en el principio de Fermat?

Para aclarar mi pregunta: uso de la definición de Wikipedia para el principio de Fermat :

El principio de Fermat establece que el camino que sigue un rayo entre dos puntos dados es el camino que se puede recorrer en el menor tiempo. Para que sea cierta en todos los casos, esta afirmación debe debilitarse reemplazando el tiempo "menor" por un tiempo "estacionario" con respecto a las variaciones del camino.

¿Las variaciones en el camino no deben incluir ningún cambio en los puntos finales del camino?

FWIW, la palabra dada en la cita de Wikipedia significa que los puntos finales están fijos.

Respuestas (1)

Sí, los dos puntos finales son fijos. Si considera todos los diferentes caminos posibles entre los dos puntos finales fijos y permite que la velocidad de la luz en cada punto de cada camino dependa del índice de refracción en ese punto, entonces el camino realmente tomado por la luz es el camino que minimiza el tiempo tomado.

En un espacio donde el índice de refracción (y, por lo tanto, la velocidad de la luz) es el mismo en todas partes, el camino de menor tiempo entre dos puntos es obviamente una línea recta. Más interesante es el escenario en el que el índice de refracción toma un valor en un lado de un plano y un valor diferente en el otro lado. Si aplica el Principio de Fermat a caminos entre dos puntos en lados opuestos del plano divisorio, puede derivar la Ley de Snell .

¡Gracias! El hecho de que la Ley de Snell se deriva del Principio de Fermat lo conozco desde hace mucho tiempo. Extrañamente, me encontré con muchos estudiantes de física en su tercer año en la universidad que aún no sabían que los dos puntos finales debían corregirse e incluso discutieron conmigo al respecto.
Encontré información adicional sobre el principio de Fermat en una wiki de la 'Sociedad de geofísicos de exploración'. (En el artículo de wikipedia sobre SEG se menciona que la mayoría de los miembros de SEG están involucrados en la exploración de petróleo). En la exploración se utilizan datos geofísicos de propagación de ondas sísmicas. El wiki de SEG sobre el principio de Fermat incluye una descripción de las circunstancias en las que se debe aplicar el principio como regla de tiempo máximo . Así que no es inherentemente menos tiempo. Enunciado más preciso: regla del tiempo estacionario.