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{{Otheruses|subject=物理現象|other=[[DC漫画]]的虚拟人物|射線 (漫畫)}}


'''射線'''，在[[光學]]中是[[光]]的理想化幾何模型，通過選擇與實際光的[[波前]]垂直並指向[[能量#能量轉移|能量流]]的方向。energy transferve|energy flow]]方向的[[曲線]]而獲得<ref>{{cite web  |url=http://www.zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/what-is-a-ray  |title=What is a ray?  |first=Ken  |last=Moore  |date=25 July 2005  |work=ZEMAX Users' Knowledge Base  |access-date=30 May 2008  |archive-date=2016-11-04  |archive-url=https://web.archive.org/web/20161104115255/http://www.zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/what-is-a-ray  |dead-url=no  }}</ref><ref name=Greivenkamp2>{{cite book|last=Greivenkamp|first=John E.|title=Field Guide to Geometric Optics|url=https://archive.org/details/fieldguidetogeom0000grei|year=2004|publisher=SPIE Field Guides|isbn=0819452947|pages=[https://archive.org/details/fieldguidetogeom0000grei/page/2 2]}}</ref>。射線用於類比通過光學系統的[[光|光的傳播]]，方法是將實際[[光場]]劃分為離散光線，這些光線可以通過[[光線追蹤|線軌法]]的技術計算在系統中的傳播。這使得即使是非常複雜的光學系統也可以通過電腦進行數學分析或模擬（類比）。線軌法使用[[馬克士威方程組]]的近似解，只要[[電磁輻射|光波]]在尺寸遠大於光的[[波長]]的物體中傳播，這些近似解就有效。“[[幾何光學|射線光學]]”或“[[幾何光學]]”不描述諸如[[繞射]]之類的現象，這需要[[物理光學|波光學]]理論。一些波現象，如[[干涉 (物理學)|干涉]]，可以通過在光線模型中添加[[相位]]在有限的情況下進行建模。

== 定義 ==
射線是與光的[[波陣面|波前]]（[[直線|直]]或[[曲線|曲]]）[[垂直]]的直線；它的[[切線]]是[[wiktionary:collinear|共線性]]與[[波矢|波矢量]]。{{link-en|均勻介質|Homogeneity (physics)}}中的光線是直的。它們在兩個不同[[光學介質|介質]]之間的[[wiktionary:interface|介面]]處彎曲，並且可以在[[折射率]]變化的介質中彎曲。[[幾何光學]]描述了光線如何通過光學系統傳播。要成像的對象被視為獨立點源的集合，每個點源產生球面波前和相應的向外射線。來自每個物件點的光線可以通過數學方式傳播，以定位圖像上的相應點。

對射線的更嚴格的定義來自[[費馬原理]]，該原理指出，光線在兩點之間採取的路徑是可以在最短時間內穿越的路徑<ref>[[Arthur Schuster]], ''An Introduction to the Theory of Optics'', London: Edward Arnold, 1904 [https://archive.org/details/anintroductiont02schugoog/page/n62 <!-- quote=fermat's-principle. --> online].</ref>。

== 特殊射線 ==
在光學建模中有許多特殊射線用於分析光學系統。它們在下面定義和描述，並按它們用於建模的系統類型分組。

=== 與表面的相互作用 ===
[[File:Ray optics diagram incidence reflection and refraction.svg|thumb|350px|在表面的射線圖，此處<math>\theta_\mathrm i</math> is the [[波動角度|入射角]]， <math>\theta_\mathrm r</math>是[[波動角度|反射角]]，和 <math>\theta_\mathrm R</math>是[[波動角度|折射角]]（[[司乃耳定律]]）。]]
* '''入射線'''是照射到[[表面]]的光線。該射線與垂直或[[表面法線|正交]]到表面的角度是[[波動角度|入射角]]。
* '''反射線'''是對應於給定的入射線，是表示表面反射光線的射線。表面法線與反射線之間的角度稱為[[波動角度|反射角]]。反射定律說，對於[[光的反射定律#鏡面反射|鏡面反射]]（非散射）表面，反射角始終等於入射角。
* '''折射線'''或'''透射線'''是對應於給定的入射光線表示通過表面透射的光。這種射線與法線之間的角度被稱為[[波動角度|折射角]]，它由[[司乃耳定律]]給出。[[能量守恆定律]]要求入射光線中的功率必須等於折射光線中的功率，反射光線中的功率以及在表面吸收的任何功率的總和。
* 如果材料是[[雙折射]]，折射光線可能會分裂成'''普通射線'''和'''非常射線'''，它們在通過雙折射材料時會經歷不同的[[折射率]]。

{{see also|反射 (物理學)|折射|吸收 (光學)|雙折射|鏡面反射|入射平面}}

=== 光學系統 ===
{{empty section}}

==幾何學==
在[[歐幾里得幾何]]中，[[直线]]上的一点和它一旁的部分所组成的图形称为'''射线'''或'''半直線'''。
==光學==
在[[幾何光學]]中，射線是描述[[光線]]或其他[[電磁輻射]]傳播的方向的一條曲線。這種射線和[[物理光學]]的[[波前]][[垂直]]。

在大部分的簡單情況，在給定的傳導體內的光射線是直線。光線經過一個傳導體到另一個傳導體，其路徑符合[[司乃耳定律]]的[[折射]]或[[全內部反射]]。

==注释==
{{reflist}}

==外部链接==
{{Commons category}}
* {{springer|title=Line (curve)|id=p/l059020}}
* {{MathWorld |urlname=Line |title=Line}}
* [http://www.cut-the-knot.org/Curriculum/Calculus/StraightLine.shtml Equations of the Straight Line] {{Wayback|url=http://www.cut-the-knot.org/Curriculum/Calculus/StraightLine.shtml |date=20161119174959 }} at [[Cut-the-Knot]]

{{DEFAULTSORT:Line (Geometry)}}

[[分類:放射性]]
[[Category:欧几里得几何]]
[[Category:光學]]

[[en:Line (mathematics)#Ray]]
[[ja:半直線]]