Принцип Ферма

По суті, він є прямим наслідком закону прямолінійного поширення світла в гомогенном прозорому матеріалі. Цей принцип встановлює, що світло під час процесів відображення і заломлення вибирає таку траєкторію від однієї точки до іншої в просторі, яку він зможе подолати за найменший час.

Принцип найменшого часу був сформульований французьким ученим П’єром Ферма на початку 1660-х років. Завдяки принципу Ферма закони геометричної оптики, пов’язані з явищем заломлення і віддзеркалення, отримали математичне обґрунтування. Цікаво відзначити, що ці закони вже були відомі починаючи з 1600-х років. Що стосується П’єра Ферма, то хоча зазначений принцип найменшого часу носить його прізвище, сформульований він був задовго до француза (принаймні, для відображення явища). Зробив це греко-єгипетський філософ Герон Олександрійський першого століття нашої ери.

З принципу Ферма однозначно випливає, що в гомогенної середовищі світло повинен рухатися по прямій траєкторії (закон прямолінійного поширення світла). Якщо ж середовище не є однорідним, тоді світло буде поширюватися по деякій кривій, але принцип найменшого часу порушуватися не буде. Застосовуючи його, можна легко вивести математичні формулювання для явищ відображення і заломлення, які були отримані завдяки узагальненню величезного експериментального матеріалу.