Valosäde on optista säteilyä , joka etenee tietyltä rajoitetulta tilan alueelta (tai kohti sitä kohti), jota kutsutaan valonsäteen keskipisteeksi ( vertex , fokus ).
Säteen sanotaan olevan divergentti , kun säteily etenee sen keskustasta, ja suppeneva , kun valo menee kohti keskustaa.
Jos valonsäteen keskipiste on vain muodollinen geometrinen kuva, joka on saatu valon etenemissuunnan ekstrapoloinnin tuloksena, niin säteellä on kuvitteellinen keskus . Jos optista säteilyä todella on vastaavan säteen keskellä, niin jälkimmäisellä on todellinen keskus . Valosäteellä on vain yksi keskus - joko todellinen tai kuvitteellinen.
Valosäde useissa fysikaalisissa ilmiöissä voidaan jakaa äärelliseen tai äärettömään määrään muita säteitä. Esimerkiksi kun se heijastuu kahden läpinäkyvän aineen rajapinnalta, säde (säde) jaetaan heijastuneeksi ja taittuu tietyssä suhteessa (katso Fresnel-kaavat ). Tilanne on samanlainen valon hajoamisen kanssa prismassa, diffraktiolla raolla.
Valosäde on säde, jonka voidaan ajatella etenevän pitkin linjaa, jota kutsutaan valonsäteen poluksi , ja eri sädereitit vastaavat eri valonsäteitä.
Joissakin tapauksissa palkkia voidaan pitää palkkina , mutta toisissa ei. Se riippuu siitä, olemmeko kiinnostuneita palkin tilarakenteesta. Joskus valonheittimen erittäin laajaa valonsädettä voidaan pitää säteenä, ja joskus jopa lasersäteilyä ei voida pitää säteenä. Säteen käsite ei sovellu kuvaamaan valon etenemistä voimakkaasti sirovissa väliaineissa.
Adjektiivi "valo" jätetään usein pois lyhyyden vuoksi, ja valonsädettä kutsutaan yksinkertaisesti säteeksi ja valonsädettä säteeksi. Tämä voi aiheuttaa hämmennystä ja väärinymmärrystä tekstin merkityksestä, koska termit "palkki" ja "palkki" ilmaisevat myös matemaattisia käsitteitä. Valosäteet ja -säteet ovat kuitenkin fyysisiä esineitä, joilla on aalto- ja korpuskulaarisia ominaisuuksia ( lisää… ). Tässä suhteessa "valonsäteen" käsitteen sisältö ei rajoitu geometriseen optiikkaan . Valosäteen liikerata , toisin kuin geometrisen säteen, voi olla kaareva - epähomogeenisessa väliaineessa (katso gradienttioptiikka ).
Koska se on säteen rajoittava tapaus, palkki menettää osan ominaisuuksistaan. Säteellä ei ole keskustaa, se ei voi olla konvergentti tai divergentti, todellinen tai kuvitteellinen. Valosäde ei voi koostua mistään; se on ensisijainen objekti, jota ei voida hajottaa yksinkertaisempiin elementteihin.
Läpinäkyvässä väliaineessa mikä tahansa säde voidaan esittää äärellisen tai äärettömän määrän valonsäteiden kokoelmana. Sen säteiden liikeradat kulkevat säteen todellisen keskipisteen läpi, ja liikeradan jatkot kulkevat kuvitteellisen keskustan läpi (merkitty kuvissa katkoviivalla). Huomaa, että valonsäteiden liikeradat voivat olla kaarevia (epähomogeenisessa väliaineessa), mutta lentoratojen jatkuminen on aina suoraviivaista.
Valosädettä , jolla on pisteen huippu, kutsutaan homosentriksi ( toisesta kreikasta ὁμός - yhtäläinen, identtinen), koska kaikki sen muodostavat säteet (tai niiden jatkeet) kulkevat yhden pisteen läpi. Homosentrisen kynän kärjen löytämiseksi riittää, että tietää vain kahden sen säteen liikeradat. Tätä ominaisuutta käytetään laajalti kuvien rakentamisessa absoluuttisissa optisissa järjestelmissä . Homosentrisen lyhden käsite on idealisointi.
Sädettä kutsutaan yhdensuuntaiseksi , jos sen muodostavien säteiden (tai niiden jatkeiden) liikeratoja voidaan pitää ei-leikkaavina. Kun yhdensuuntaisen säteen säteet ovat suoraviivaisia, ne ovat yhdensuuntaisia toistensa kanssa tavanomaisessa - geometrisessa mielessä. Sovimme, että rinnakkaisella ei-suljetulla säteellä on pistekeskipiste, joka on äärettömän kaukana tarkasteltavasta avaruuden alueesta. Tällaista keskustaa voidaan pitää sekä todellisena että kuvitteellisena. Siksi rinnakkainen nippu on homosentrinen. Todelliset säteet ovat joko suppenevia tai hajoavia; yhdensuuntainen säde ei voi siirtää energiaa.
Periaatteessa on ajateltavissa tilanteita, joissa epähomogeenisessa väliaineessa valonsäteiden kaarevat liikeradat ovat suljettuja eivätkä leikkaa toisiaan ( lisää… ).