问一个脑洞大开的问题，(光)折射是为了更快地到达吗？

耶稣爱子

听一个脑洞大开的节目，问一个脑洞大开的问题，(光)折射是为了更快地到达吗？两点之间折射最快吗？

即，如图，光“想”从空去中的A点去水中的B点，折射路线是光能最快达到的线路吗？

Architect

光也是一种能量，能量的扩散也是选择阻力（耗散）最小的路径，时间上也保证了最短。耗散大的路径上光能很难被保留下来（被检测到），时间最短本质上是由能量守恒限定的。热扩散、化学反应、虚功原理都是遵循这一最短路径基本原理。

耶稣爱子

费马                                          

crazypeanut

这个要去看几何光学，上面有讲，光的折射是因为最短时间原理，忽略量子性和波动性，光的传播路径总是选择费时最短的，由此可以推导出折射定律。折射定律是由荷兰数学家Snell所发现（你没看错，数学家发现的物理定律）。

engine

上帝说，要有光，于是便有了光。上帝看光是好的，就让光走捷径。

耶稣爱子

Architect 发表于 2018-7-5 08:10
光也是一种能量，能量的扩散也是选择阻力（耗散）最小的路径，时间上也保证了最短。耗散大的路径上光能很难 ...

大侠，“时间最短本质上是由能量守恒限定的”，这句话我没理解，能再解释解释吗？

Architect

耶稣爱子 发表于 2018-7-7 21:51
大侠，“时间最短本质上是由能量守恒限定的”，这句话我没理解，能再解释解释吗？ ...

能量沿最小阻力路径扩散的概率最大，而一般假定在一定的均匀介质中光速不变，在一定入射角下在界面处光选择的最小阻力入口方向与平面法线有一定的交角（折射角），而最小阻力路径是直线（数学问题），路径最短则时间最短。
这个与“最速曲线”不同点在于，光在均匀传输介质中被假定宏观速度没有改变，但微观上还是有不同频段的色散、能量衰减。