תאוריית המצבים נגד תורת האור של האור
תורת המצבים ותורת הקרניים הם שני מושגים המעורבים בהעברת אור או גלים אלקטרומגנטיים אחרים. תיאוריות אלו חשובות מאוד בהבנת תחומים כמו שידור רדיו, תקשורת נתונים, סיבים אופטיים ו-LASER. מדענים בולטים כמו סר אייזק ניוטון וג'יימס קלארק מקסוול תרמו תרומה יוצאת דופן לחקר האור וגלים אלקטרומגנטיים אחרים. תיאוריות אלו עוזרות לנו להבין כיצד האור פועל ואת טבעו של האור במידה רבה.
Ray Theory
קרן ידועה בדרך כלל כקרן אור צרה.זה ידוע בתור התיאוריה הקלאסית של אור או אופטיקה גיאומטרית. תורת הקרניים הזו מתארת רק כמות מוגבלת של תכונות של אור כמו שבירה והשתקפות. ניתן להגדיר קרן אור כקו או עקומה הניצבים לחזיתות הגל של האור. הגדרה זו של קרן אור הופכת אותה למעשה לקולינארית לווקטור הגל. ניתן לתאר את שבירה של אור באמצעות קרניים. תכונה בסיסית של קרניים היא שהיא מתכופפת בממשק של שני מדיות. מדדי השבירה של מדיה אלה קובעים את זווית העיקול. רוב החישוב הפשוט כמו הגדלה ומרחק של התמונה של מערכות אופטיות כמו טלסקופים, מיקרוסקופים או מערכות עדשות פשוטות מתבצעים באמצעות תורת הקרניים של האור.
Mode Theory
תאוריית המצבים של התפשטות האור משחקת תפקיד חיוני בכל הנוגע לסיבים אופטיים. כדי להבין את תורת המצבים של האור יש להבין תחילה את המונח מצב. מצב הוא מונח המשמש בחקר גל עומד.גל עומד נוצר כאשר שני גלים בעלי אותה תדירות ומשרעת הנעים בכיוון ההפוך מפריעים. לגל עומד אין העברת אנרגיה נטו לשום כיוון. מצב הגל העומד ניתן לפי מספר הלולאות בתוך הגל העומד. בתחום הסיבים האופטיים, מצבים נוצרים על ידי הגלים המקפצים משני צידי גליל הסיבים. אם נוצר גל עומד זה גורם לאובדן אות. לכן, מספר המצבים שיכולים להיות בתוך סיב אופטי מוגבל, ובכך מגביל את מספר התדרים שניתן לשלוח דרך הסיב האופטי. זה ידוע בתור רוחב הפס של הערוץ. תורת המצבים משתמשת בתורת הגלים של האור כדי לתאר את עצמה, תופעות כמו עקיפה והפרעות.
הבדל בין תיאוריית המצב לתורת הקרניים של האור
תורת הקרניים היא תיאוריה שקשורה לאופטיקה הגיאומטרית. הוא אינו מניח שאור לא כגל או כחלקיק. תורת המצבים של האור מניחה שהאור הוא גל.תורת המצבים של האור משמשת לחישוב כמויות כגון רוחב פס, אך תורת הקרניים משמשת לחישוב מאפיינים כמו הגדלה או מרחק לאובייקט או לתמונה במערכת אופטית.
