valonsäteiden

Valonsäteet ovat optiikassa käytetty malli, jossa valon eteneminen kuvataan pieninä viivoina tai suorina kulkusuuntina. Säteet toimivat geometrisen optiikan työkaluna ja helpottavat valon suunnan ja reitin ennustamista erilaisissa aineissa ja rajapinnoissa.

Valonsäteet etenevät yleensä suoraviivaisesti homogeenisessa mediassa. Kun ne kohtaavat rajapinnan kahden eri aineen välillä, ne voivat heijastua, taittua tai molemmat. Heijastumisen kulma on usein yhtä suuri kuin tulokulma, ja taittuma noudattaa Snellin lakia: n1 sin θ1 = n2 sin θ2. Kokonaisheijastuminen tapahtuu, kun tulokulma ylittää kriittisen kulman, jolloin valo ei pääse toiseen mediaan.

Valonsäteet ovat yksinkertaistettu malli; todellinen valo käyttäytyy sekä hiukkas- että aaltoluonteen mukaan. Geometrinen optiikka ja säteet ovat kuitenkin keskeisiä suunnittelussa: linssien ja peilien ominaisuuksien analysointi, optisten kuitujen toiminta sekä visuaalisessa tietokonegrafiikassa käytetty ray tracing -menetelmä.

Vaikka säteet ovat hyödyllinen työväline, fysiikassa valon täydellinen kuva on sähkömagneettinen kenttä, jota voidaan kuvata myös fotoneina. Säteiden käsite tarjoaa selkeän ja käytännöllisen lähestymistavan moniin käytännön ongelmiin.