¿Las leyes de la óptica geométrica sólo se aplican a los medios lineales?

Question

Haz las leyes de la óptica geométrica,

1. los rayos incidente, reflejado y transmitido se encuentran en el mismo plano;
2. $\theta_r = \theta_i$ ;
3. $n_i \sin\theta_i = n_t \sin\theta_t$ (ley de Snell),

¿se aplica sólo a los medios lineales? Por medio lineal entiendo aquel en el que la polarización y la magnetización son proporcionales al campo eléctrico y al campo magnético auxiliar respectivamente:

\begin{equation} \bf{P} = \chi_e \varepsilon_0 \bf{E} \;\;\; \textrm{and} \;\;\; \bf{M} = \chi_m \bf{H}. \end{equation}

Answer 1

Sí, si por "medio lineal" entiendes "medio isótropo lineal" (que está implícito en la definición que has dado).

Para un un medio isótropo (también llamado "birrefringente"), como la calcita, su ley 1 es falsa (el haz transmitido puede curvarse fuera del plano de los haces incidente y reflejado) y su ley 3 es falsa o carece de sentido (puede tener $\theta_i=0$ pero $\theta_t \neq 0$ , cf. desplazadores de haces birrefringentes pero en realidad no hay un valor significativo para $n_t$ ).

He aquí una representación de la flagrante inobservancia de la ley de Snell por parte de los materiales birrefringentes: Un rayo incidente normal se inclina fuera de lo normal dentro del material:

Su ley 2 es universalmente válida, si define "el rayo reflejado" en el sentido normal. Es casi tautológica ... Usted puede obtener haces en otros ángulos. Un haz de segunda armónica reflejado irá en un ángulo diferente. Si el medio difracta la luz por la razón que sea (por ejemplo, el medio está formado por átomos y la "luz" son rayos X), los haces difractados tienen otros ángulos.