費馬原理

費馬原理 （ Fermat's principle ） 最早由法國科學家皮埃爾 · 德 · 費馬在1662年提出 ： 光傳播的路徑是光程取極值的路徑 。 這個極值可能是最大值 、 最小值 ， 甚至是函數的拐點 。 最初提出時 ， 又名 「 最短時間原理 」 ： 光線傳播的路徑是需時最少的路徑 。 費馬原理更正確的稱謂應是 「 平穩時間原理 」 ： 光沿着所需時間爲平穩的路徑傳播 。 所謂的平穩是數學上的微分概念 ， 可以理解爲一階導數爲零 ， 它可以是極大值 、 極小值甚至是拐點 。 費馬原理是幾何光學的基本定理 。 用微分或變分法可以從費馬原理導出以下三個幾何光學定律 ： 光線在真空中的直線傳播 。 光的反射定律 - 光線在界面上的反射 ， 入射角必須等於出射角 。 光的折射定律 （ 斯涅爾定律 ） 。 最短光時線可以有多條 ， 例如光線從橢圓面焦點A經過反射到另一焦點B ， 可以有無數條路徑 ， 所有這些路徑的光線傳播時間都相等 。