Teoría de modos frente a teoría de rayos de la luz
La teoría de modos y la teoría de rayos son dos conceptos relacionados con la transmisión de luz u otras ondas electromagnéticas. Estas teorías son muy importantes para comprender campos como la transmisión de radio, la comunicación de datos, la fibra óptica y los LÁSER. Destacados científicos como Sir Isaac Newton y James Clarke Maxwell hicieron una destacada contribución al estudio de la luz y otras ondas electromagnéticas. Estas teorías nos ayudan a entender cómo funciona la luz y la naturaleza de la luz en gran medida.
Teoría de rayos
Un rayo generalmente se conoce como un haz estrecho de luz. Es conocida como teoría clásica de la luz u óptica geométrica. Esta teoría de rayos solo describe una cantidad limitada de propiedades de la luz, como la refracción y la reflexión. Un rayo de luz se puede definir como la línea o curva perpendicular a los frentes de onda de la luz. Esta definición de rayo de luz lo hace realmente colineal al vector de onda. La refracción de una luz se puede describir usando rayos. Una propiedad fundamental de los rayos es que se doblan en la interfaz de dos medios. Los índices de refracción de estos medios determinan el ángulo de curvatura. La mayoría de los cálculos simples, como el aumento y la distancia de la imagen de los sistemas ópticos, como telescopios, microscopios o sistemas de lentes simples, se llevan a cabo utilizando la teoría de los rayos de luz.
Teoría de modos
La teoría modal de la propagación de la luz juega un papel vital cuando se trata de fibra óptica. Para entender la teoría del modo de la luz, primero hay que entender el término modo. Modo es un término utilizado en el estudio de la onda estacionaria. Una onda estacionaria se produce cuando interfieren dos ondas con la misma frecuencia y amplitud que se mueven en dirección opuesta. Una onda estacionaria no tiene transferencia de energía neta en ninguna dirección. La moda de la onda estacionaria viene dada por el número de bucles dentro de la onda estacionaria. En el campo de la fibra óptica, los modos se crean mediante ondas que rebotan desde los dos lados del cilindro de fibra. Si se crea una onda estacionaria, esto provoca una pérdida de señal. Por lo tanto, la cantidad de modos que pueden estar dentro de una fibra óptica está limitada, lo que limita la cantidad de frecuencias que pueden enviarse a través de la fibra óptica. Esto se conoce como el ancho de banda del canal. La teoría de modos utiliza la teoría ondulatoria de la luz para describirse a sí misma, fenómenos como la difracción y la interferencia.
Diferencia entre la teoría de los modos y la teoría de los rayos de la luz
La teoría de rayos es una teoría que está relacionada con la óptica geométrica. No asume la luz como una onda o una partícula. La teoría del modo de la luz asume la luz como una onda. La teoría de los modos de la luz se utiliza para calcular cantidades como el ancho de banda, pero la teoría de los rayos se utiliza para calcular propiedades como el aumento o la distancia al objeto o la imagen en un sistema óptico.
