Den lysstråle er en optisk konsept og en matematisk verktøy, hovedsaklig brukes i geometrisk optikk , som beskriver banen til lyset i en forenkle måte, bare gyldig når lysstrålen forplanter seg i miljøer hvor hindringer og optiske komponenter ha dimensjoner mye større enn bølgelengden. En lysstråle har ingen reell fysisk eksistens og representerer det ideelle tilfellet der det ville være mulig å velge en uendelig fin parallell lysstråle.
En måte å nærme seg forestillingen om lysstråle gjennom erfaring er bruk av en laser med en veldig fin stråle eller en veldig fin børste av kollimert lys .
Historien om lysstråler følger utviklingen av geometrisk optikk, som fungerte som den viktigste matematiske støtten for dette feltet optikk. Den geometriske optikkteorien utvikler dermed XI - tallet til XVIII - tallet . Men selve forestillingen om stråle går tilbake til antikken og de første teoriene om syn og lys. Blant de mange teoriene som ble utviklet - atomistene så i lyset av "bjeffer" av partikler sendt med veldig høy hastighet av gjenstandene mot øyet, andre som Pythagoras, Empedocles eller Democritus anslår at lyset som kommer fra øyet nådde objektet som ble sett - en av dem, utviklet av Euclid i III th århundre f.Kr.. AD , uttrykker forestillingen om lysstråle fra enkle empiriske observasjoner. Hvis flere senere arbeider nærmer seg hovedprinsippene for geometrisk optikk som refleksjon eller rettlinjig forplantning av lys, må vi vente på avhandlingen om optikk skrevet av fysikeren Ibn al-Haytham, som tydelig avslører flere grunnleggende egenskaper ved lysstråler og legger grunnlaget for senere utviklet geometrisk optikk på 1500 - tallet, Ibn Al-Haytham, presenterer virkelig den rettlinjede forplantningen av lys og uavhengigheten av lysstrålene mellom dem eksplisitt.
Hvis begrepet lysstråle lett beskriver den geometriske optikken, avslører modellen sine mangler fra XVII - tallet med oppdagelsen av Francesco Maria Grimaldi , Robert Hooke og Robert Boyle første forstyrrelser og diffraksjonsfenomener: Newtons ringer og tilstedeværelsen av "fargede" lys i skygge ".
Lysstrålen er definert som forplantningsretningen til den elektromagnetiske bølgen , kan utledes fra Poynting-vektoren til den betraktede bølgen, og er representert som en kurve. Konseptet med lysstråle brukes kun innen geometrisk optikk, man bruker ikke denne tilnærmingen til å beskrive fenomenene diffraksjon eller interferens , snarere relatert til fysisk optikk .
Lysstrålene som kommer fra samme kilde er vinkelrett på bølgefronter derav i homogene og isotrope medier, ortogonale i isotrope medier, men ikke nødvendigvis rettlinjede. Strålene er rettlinjede, men ikke nødvendigvis ortogonale i forhold til bølgefronter i tilfelle anisotrope, men homogene medier. De to viktigste setningene som beskriver atferden til lysstråler er Malus 'teorem og Fermats prinsipp .
Hver lysstråle er uavhengig av den andre, og de facto utelukker ethvert koherensfenomen eller involverer en bølgefront siden det ikke kan være noe samspill mellom to nære lysstråler.
En "lysstråle" mellom to flater er en stråle med rette linjer, det vil si settet med stråler som forbinder et av punktene på den emitterende overflaten til et hvilket som helst av punktene på mottaksflaten.
Det er en additiv mengde, i den forstand at bjelken assosiert med en forening av overflater er foreningen av bjelkene som er forbundet med komponentene (det forstås at denne bjelken kan være tom når overflatene i spørsmålet ikke er synlige en etter en. 'annen).
En lysstråle er preget av en viktig fysisk størrelse , Beam Extent .
Lysstråler vises som rette linjer, noen ganger orientert for å indikere retningen for lysutbredelse.
Det er en matrisemodellering av lysstråler: ved hjelp av en kolonnematrise som definerer et skjæringspunkt for strålen med et gitt opprinnelsesplan og en enhetsvektor hvis støtte er lysstrålen.