pierre de fermat

时间:2024-06-21 15:57:30编辑:小星

费马原理是什么

地震学中的费马原理:地震波沿射线传播的旅行时和沿其他路径传播的旅行时相比为最小,亦是波沿旅行时最小的路径传播。

光学中的费马原理:光线在两点间的实际路径是使所需的传播时间为极值的路径。在大部分情况下,此极值为最小值,但有时为最大值,有时为恒定值。
费马原理对折射定律的证明
假设光从介质n_1入射到介质n_2。在两个介质的交界面上取一条直线为x轴,法线为y轴,建立直角坐标系;在入射光线上任取一点A(x_1, y_1),光线与两介质交界面的交点为B(x, 0),在折射光线上任取一点C(x_2, y_2)。 AB之间的距离为\sqrt, BC之间的距离为\sqrt。 由费马原理可知,光从A点经过B点到C点,所用的时间t 应该是最短的。t=\left(\frac\right)(ABn_1+BCn_2), t 取最小值的条件是\frac=0。 经整理得 \frac = \frac, \sin\theta_1 = \frac 且 \sin\theta_2 = \frac 即 n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2 (Snell's law)


费马原理

费马原理(Fermat's principle)最早由法国科学家皮埃尔·德·费马在1662年提出:光传播的路径是光程取极值的路径。这个极值可能是极大值、极小值,甚至是函数的拐点。 最初提出时,又名“最短时间原理”:光线传播的路径是需时最少的路径。费马原理更正确的称谓应是“平稳时间原理”:光沿着所需时间为平稳的路径传播。所谓的平稳是数学上的微分概念,可以理解为一阶导数为零,它可以是极大值、极小值甚至是拐点。

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