En ljusstråle är en optisk strålning som utbreder sig i riktningen från (eller mot) ett visst begränsat område av rymden, kallat mitten ( vertex , fokus ) av ljusstrålen.
Strålen sägs vara divergent när strålningen utbreder sig från dess centrum och konvergent när ljuset går mot mitten.
Om mitten av ljusstrålen endast är en formell geometrisk bild som erhålls som ett resultat av extrapolering av ljusets utbredningsriktning, så har strålen ett imaginärt centrum . Om optisk strålning verkligen existerar i mitten av motsvarande strålknippe, så har den senare ett verkligt centrum . Ljusstrålen har bara ett centrum - antingen verkligt eller imaginärt.
En ljusstråle i ett antal fysiska fenomen kan delas upp i ett ändligt eller oändligt antal andra strålar. Till exempel, när den reflekteras från gränssnittet mellan två transparenta medier, delas strålen (strålen) i reflekterad och bryts i ett visst förhållande (se Fresnel-formler ). Situationen är liknande med spridningen av ljus i ett prisma, diffraktion med en slits.
En ljusstråle är en stråle som kan ses som att den fortplantar sig längs en linje som kallas en ljusstrålebana , med olika strålbanor som motsvarar olika ljusstrålar.
En stråle kan betraktas som en stråle i vissa fall , men inte i andra. Det beror på om vi är intresserade av strålens rumsliga struktur. Ibland kan en mycket bred ljusstråle från en strålkastare betraktas som en stråle, och ibland kan till och med laserstrålning inte betraktas som en stråle. Begreppet en stråle är inte tillämpligt för att beskriva utbredningen av ljus i starkt spridande media.
Adjektivet "ljus" utelämnas ofta för korthetens skull, och en ljusstråle kallas helt enkelt en stråle, och en ljusstråle kallas en stråle. Detta kan orsaka förvirring och missförstånd av textens betydelse, eftersom termerna "stråle" och "stråle" också uttrycker matematiska begrepp. Ljusstrålar och strålar är emellertid fysiska föremål som har våg- och korpuskulära egenskaper ( mer... ). I detta avseende är innehållet i begreppet "ljusstråle" inte begränsat till ramverket för geometrisk optik . Banan för en ljusstråle, till skillnad från en geometrisk stråle, kan vara krökt - i ett inhomogent medium (se gradientoptik ).
Eftersom det är begränsningsfallet för en stråle, förlorar en stråle några av sina egenskaper. Strålen har inget centrum, kan inte vara konvergent eller divergent, verklig eller imaginär. En ljusstråle kan inte bestå av någonting; det är ett primärt objekt som inte kan dekomponeras i enklare element.
I ett transparent medium kan vilken stråle som helst representeras som en samling av ett ändligt eller oändligt antal ljusstrålar. Strålarnas banor passerar genom strålens verkliga centrum, och fortsättningarna av banorna passerar genom det imaginära centrumet (indikerat med en streckad linje i figurerna). Observera att ljusstrålars banor kan vara kurvlinjära (i ett inhomogent medium), men fortsättningen av banorna är alltid rätlinjig.
En ljusstråle som har en punktspets kallas homocentrisk (från annan grekisk ὁμός - lika, identisk), eftersom alla dess ingående strålar (eller deras förlängningar) passerar genom en punkt. För att hitta spetsen på en homocentrisk penna räcker det att känna till banorna för endast två av dess strålar. Denna funktion används i stor utsträckning vid konstruktion av bilder i absoluta optiska system . Föreställningen om en homocentrisk kärve är en idealisering.
En stråle kallas parallell om banorna för dess ingående strålar (eller deras förlängningar) kan anses vara icke-korsande. När strålarna i en parallell stråle är rätlinjiga, är de parallella med varandra i vanlig - geometrisk mening. Vi kom överens om att överväga att en parallell icke-sluten stråle har ett punktcentrum, som är oändligt långt från det område av rymden som övervägs. Ett sådant centrum kan betraktas som både verkligt och imaginärt. Därför är den parallella bunten homocentrisk. Verkliga strålar är antingen konvergenta eller divergenta; en parallell stråle kan inte överföra energi.
I princip är situationer tänkbara när i ett inhomogent medium de kurvlinjära banorna för ljusstrålar är stängda och inte skär varandra ( mer... ).