費馬原理
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費馬原理(英語:Fermat's principle)最早由法国科学家皮埃爾·德·費馬在1662年提出:光传播的路径是光程取极值的路径。这个极值可能是极大值、极小值或函数的拐点。 [1]最初提出时,又名「最短時間原理」:光線傳播的路徑是需時最少的路徑[2]。
費馬原理更正確的稱謂應是「平穩時間原理」:光沿着所需时间为平稳的路径传播。平稳是数学上的微分概念,可以理解为一阶导数为零,它可以是极大值、极小值甚至是拐点。
費馬原理是几何光学的基本定理。用微分或变分法可以从費馬原理导出以下三个几何光学定律:
最短光时线可以有多条,例如光线从椭圆面焦点A经过反射到另一焦点B,可以有无数条路径,所有这些路径的光線傳播时間都相等。