Ферма принцип - осн. принцип геометрической оптики, утверждающий в простейшей форме,
что луч света всегда распространяется в пространстве между двумя точками по
тому пути, вдоль к-рого время его прохождения меньше, чем вдоль любого из др.
путей, соединяющих эти точки. Время прохождения светом расстояния l в
среде с показателем преломления п пропорционально оптич. длине пути S. Для однородной среды S=nl, а для неоднородной Т.о.,
в этой форме Ф.п. есть принцип наименьшей
оптич. длины пути. В первонач. формулировке, данной П. Ферма (P. Fermat, ок.
1660), принцип имел смысл наиболее общего закона распространения света, из к-рого
следовали все (к тому времени уже известные) законы геом. оптики. Для однородной
среды Ф. п. приводит к закону прямолинейности светового луча (в соответствии
с положением о том, что прямая есть линия, вдоль к-рой расстояние между двумя
точками наименьшее), а для случая падения луча на границу раздела между средами
с разными п из Ф.п. можно получить законы зеркального отражения света и преломления света.
В более строгой формулировке
Ф. п. представляет собой т.н. в а р и а ц и о н н ы й п р и н ц и п, утверждающий,
что реальный луч света распространяется от одной точки к другой по линии, вдоль
к-рой время его прохождения э к с т р е м а л ь н о или о д и н а к о в о по
сравнению с временами прохождения вдоль всех др. линий, соединяющих данные точки.
Это означает, что оптич. длина пути луча может быть не только минимальной, но
и максимальной либо равной всем остальным возможным путям между двумя точками.
Условие экстремальности оптич. длины пути сводится к требованию, чтобы была
равна нулю вариация от интеграла где
А и В-точки, между к-рыми распространяется свет. Примеры мин.
пути - упомянутые распространение света в однородной среде и прохождение им
границы раздела двух сред с разными п. Все три случая (минимальности,
максимальности и стационарности пути) можно проиллюстрировать, рассматривая
отражение луча света от вогнутого зеркала (рис.). Если зеркало имеет форму эллипсоида
вращения, а свет распространяется
от одного его фокуса Р к другому Q (причём путь без
отражения невозможен), то оптич. длина пути луча РО' +O'Q по
свойствам эллипсоида равна всем остальным возмож
ным, напр. РО'' + O''Q; если на пути между
теми же точками свет отражается от зеркала меньшей, чем у эллипсоида, кривизны
(ММ), реализуется мин. путь, если же большей (зеркало NN) - максимальный.
В волновой оптике Ф.
п. представляет собой предельный случай Гюйгенса - Френеля принципа и
применим, если можно пренебречь дифракцией света (когда длина световой
волны мала по сравнению с наименьшими характерными для задачи размерами): рассматривая
лучи как нормали к волновым поверхностям, легко показать, что при всяком распространении
света оптич. длины будут иметь экстремальные значения. Во всех случаях, когда
необходимо учитывать дифракцию, Ф. п. (как и геом. оптика вообще) неприменим.
Литература по
Fermat P., Oeuvres, [v. 1-5], P., 1891 - 1922; Крау-форд Ф., Волны, пер. с англ., 3 изд.,
М., 1984; см. также лит. при ст.
Геометрическая оптика. А. П. Гагарuн.
Знаете ли Вы, что электромагнитное и другие поля есть различные типы колебаний, деформаций и вариаций давления в эфире.
Понятие же "физического вакуума" в релятивистской квантовой теории поля подразумевает, что во-первых, он не имеет физической природы, в нем лишь виртуальные частицы у которых нет физической системы отсчета, это "фантомы", во-вторых, "физический вакуум" - это наинизшее состояние поля, "нуль-точка", что противоречит реальным фактам, так как, на самом деле, вся энергия материи содержится в эфире и нет иной энергии и иного носителя полей и вещества кроме самого эфира.
В отличие от лукавого понятия "физический вакуум", как бы совместимого с релятивизмом, понятие "эфир" подразумевает наличие базового уровня всей физической материи, имеющего как собственную систему отсчета (обнаруживаемую экспериментально, например, через фоновое космичекое излучение, - тепловое излучение самого эфира), так и являющимся носителем 100% энергии вселенной, а не "нуль-точкой" или "остаточными", "нулевыми колебаниями пространства". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
Т.о.,
в этой форме Ф.п. есть принцип наименьшей
оптич. длины пути. В первонач. формулировке, данной П. Ферма (P. Fermat, ок.
1660), принцип имел смысл наиболее общего закона распространения света, из к-рого
следовали все (к тому времени уже известные) законы геом. оптики. Для однородной
среды Ф. п. приводит к закону прямолинейности светового луча (в соответствии
с положением о том, что прямая есть линия, вдоль к-рой расстояние между двумя
точками наименьшее), а для случая падения луча на границу раздела между средами
с разными п из Ф.п. можно получить законы зеркального отражения света и преломления света.
где
А и В-точки, между к-рыми распространяется свет. Примеры мин.
пути - упомянутые распространение света в однородной среде и прохождение им
границы раздела двух сред с разными п. Все три случая (минимальности,
максимальности и стационарности пути) можно проиллюстрировать, рассматривая
отражение луча света от вогнутого зеркала (рис.). Если зеркало имеет форму эллипсоида
вращения, а свет распространяется
от одного его фокуса Р к другому Q (причём путь без
отражения невозможен), то оптич. длина пути луча РО' + O'Q по
свойствам эллипсоида равна всем остальным возмож
ным, напр. РО'' + O''Q; если на пути между
теми же точками свет отражается от зеркала меньшей, чем у эллипсоида, кривизны
(ММ), реализуется мин. путь, если же большей (зеркало NN) - максимальный.
