蚂蚁都知道走折射路线,最小作用量原理的物理之美( 五 )


比如下图中 , 光从A点传播到B点 , 期间穿过介质1和介质2的交界处 , 并且在介质2中的传播速度低于介质1 , 对于光线来说有无数种路线可以选择 , 比如A到B的直线就是一条看起来不错的路径 , 也可以选择交界面上任何一点O为拐点 。

“光在同种介质中沿直线传播”的前提下 , 我们根据费马原理 , 光选择时间最短的路径传播 , 会使得下面这个式子的值最小:

AO/v1+BO/v2=min

其中:

AO^2=CO^2+AC^2

BO^2=DO^2+BD^2

CO+DO=CD=定值

且AC、BD为定值

对公式进行微分可以得到:sinθ1/v1=sinθ2/v2

我们定义介质的折射率后 , 就有折射定律n1sinθ1=n2sinθ2 。

最小作用量原理

推荐阅读