نظریه حالت در مقابل نظریه پرتو نور
نظریه حالت و نظریه پرتو دو مفهومی هستند که در انتقال نور یا سایر امواج الکترومغناطیسی نقش دارند. این نظریه ها در درک زمینه هایی مانند انتقال رادیویی، ارتباطات داده، فیبر نوری و لیزر بسیار مهم هستند. دانشمندان برجسته ای مانند سر آیزاک نیوتن و جیمز کلارک ماکسول سهم برجسته ای در مطالعه نور و سایر امواج الکترومغناطیسی داشتند. این نظریه‌ها به ما کمک می‌کنند تا بفهمیم نور چگونه کار می‌کند و ماهیت نور را تا حد بسیار خوبی درک کنیم.
تئوری پرتو
یک پرتو معمولاً به عنوان یک پرتو باریک نور شناخته می شود.به عنوان نظریه کلاسیک نور یا اپتیک هندسی شناخته می شود. این نظریه پرتو فقط مقدار محدودی از خواص نور مانند شکست و بازتاب را توصیف می کند. پرتو نور را می توان به عنوان خط یا منحنی عمود بر جبهه موج های نور تعریف کرد. این تعریف از پرتو نور باعث می شود که در واقع با بردار موج هم خط باشد. شکست نور را می توان با استفاده از پرتوها توصیف کرد. یک ویژگی اساسی پرتوها این است که در سطح مشترک دو رسانه خم می شوند. ضریب شکست این رسانه ها زاویه خم را تعیین می کند. بیشتر محاسبات ساده مانند بزرگنمایی و فاصله تصویر سیستم های نوری مانند تلسکوپ، میکروسکوپ یا سیستم های عدسی ساده با استفاده از نظریه پرتوی نور انجام می شود.
تئوری حالت
نظریه حالت انتشار نور در مورد فیبر نوری نقش حیاتی ایفا می کند. برای درک نظریه مد نور ابتدا باید اصطلاح مد را درک کرد. حالت اصطلاحی است که در مطالعه موج ایستاده استفاده می شود.موج ایستاده زمانی ایجاد می شود که دو موج با فرکانس و دامنه یکسان که در جهت مخالف حرکت می کنند تداخل داشته باشند. یک موج ایستاده هیچ انتقال انرژی خالص در هیچ جهتی ندارد. حالت موج ایستاده با تعداد حلقه های درون موج ایستاده داده می شود. در زمینه فیبر نوری، مودها با تابش امواج از دو طرف استوانه فیبر ایجاد می شوند. اگر یک موج ایستاده ایجاد شود این باعث از دست دادن سیگنال می شود. بنابراین، تعداد حالت هایی که می توانند در یک فیبر نوری قرار گیرند محدود است، در نتیجه تعداد فرکانس هایی که می توانند از طریق فیبر نوری ارسال شوند محدود می شود. این به عنوان پهنای باند کانال شناخته می شود. نظریه حالت از نظریه موج نور برای توصیف خود، پدیده هایی مانند پراش و تداخل استفاده می کند.
تفاوت بین نظریه حالت و نظریه پرتو نور
نظریه اشعه نظریه ای است که با اپتیک هندسی مرتبط است. نور را موج یا ذره نمی‌داند. تئوری حالت نور، نور را به صورت موج فرض می کند.تئوری حالت نور برای محاسبه کمیت هایی مانند پهنای باند استفاده می شود اما نظریه پرتو برای محاسبه ویژگی هایی مانند بزرگنمایی یا فاصله از جسم یا تصویر در یک سیستم نوری استفاده می شود.
