理論上光可以曲線傳播么？

01-27

艾里光束（Airy beams）在自由空間（真空）就可以轉彎的。Airy beam

1979年，Berry 和 Balazs 在薛定諤方程中解出了艾里波包，它具有在自由空間中無衍射和自加速的性質（也就是會轉彎）[1]。但該波包包含無限能量，在實際中就無法實現了。

2007年，通過引入衰減因子，Siviloglou等人得到了有限能量的艾里光束（實際可以實現），並在理論上[2]和實驗上[3]研究發現，有限能量的艾里光束仍然保持近無衍射（有衍射，但衍射很弱）和自加速（仍然會轉彎）的性質。

圖1：(a) 有限能量的艾里光束隨著距離的傳播。（z軸為距離，可以明顯看出光束會轉彎）。(b) 在各個截面上(i) z=0cm, (ii)31.4cm (iii)62.8cm, (iv)94.3cm, 和(v)125.7cm的歸一化的光強分布。（圖片來自和注釋翻譯自文獻[2]的Fig.2.）

圖2：二維（圖1是一維）的有限能量的艾里光束在(a)初始位置z=0cm，和(b)傳播了z=50厘米後的光強分布。（圖片來自和注釋翻譯自文獻[2]的Fig.3.）

此外，Broky等人發現艾里光束還具有自愈的性質，即光束收到強烈的干擾後仍能自我修復。

圖3：艾里光束當它缺失主瓣後的自愈過程。實驗上觀察在初始輸入(a) z=0cm, (b) z=11cm, 和(c) z=30cm的光強分布。對應理論上模擬的光強分布(d)~(f)。（圖片來自和注釋翻譯自文獻[4]的Fig.6.）參考文獻：

[1] Balazs M B N. Nonspreading wave packets[J]. Am. J. Phys, 1979, 4: 264-267.

[2] Siviloglou G A, Christodoulides D N. Accelerating finite energy Airy beams[J]. Optics Letters, 2007, 32(8): 979-981.

[3] Siviloglou G A, Broky J, Dogariu A, et al. Observation of accelerating Airy beams[J]. Physical Review Letters, 2007, 99(21): 213901.

[4] Broky J, Siviloglou G A, Dogariu A, et al. Self-healing properties of optical Airy beams[J]. Optics express, 2008, 16(17): 12880-12891.

你當光纖是擺設。。。。。

還有，光在大氣層這樣的變折射率里也是曲線傳播，海市蜃樓聽過吧

還有就是引力彎曲了

首先，假設你說的「曲線」是除了直線以外的光滑軌跡。事實上曲線的概念是包含直線的，不過這樣一來該題就是廢話了。

如果按波動光學的說法，光不必沿直線傳播，請參考惠更斯原理。當然，既然是波，其傳播就沒有特定軌跡了，所以說沿曲線也不是太對。

即便是幾何光學，想必你也聽過折射，折射導致的海市蜃樓什麼的就是曲線傳播的光所致。嚴格來說光的傳播取的不是單純的幾何直線，而是光程最短（或取極值）的軌跡。而光程是一個考慮了介質性質的物理概念，所以在有介質的情況下，光的軌跡就常常不是單純的幾何直線了。

即便拋開介質，就在真空中，我們仍有廣義相對論——時空可以是彎曲的。嚴格來說，在彎曲時空中沒有「直線」的概念（取而代之的是測地線），你所定義的曲線就沒有意義了。

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值乎入口：

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因為引力在宇宙中廣泛存在，所以光在大部分時候實際上都是曲線前進的，這是廣義相對論的結論。

具體的例子可以看一看引力透鏡，引力透鏡是一種聚焦效應，就像凸透鏡（放大鏡）一樣，其成因是巨大的引力。由於太陽周邊巨大引力透鏡效應的存在，本應位於太陽正後方的星體卻能夠出現在太陽的旁邊而被觀察到。

另一個更加為大眾熟知的例子就是黑洞。黑洞的質量巨大，以致於光（包括各種電磁波）都被彎曲進入了黑洞，所以黑洞無法被直接觀測到。

參見費馬原理：光線在兩點間的實際路徑是使所需的傳播時間為極值的路徑。在大部分情況下，此極值為最小值，但有時為最大值，有時為恆定值。。

題主不要總是對一些原理持想當然態度，一切原理沒有想像的那麼簡單。當你想要深入的研究一個東西時，就會發現其實一起感興趣的東西總會變成枯燥無味的。

早年實驗證明相對論的時候，不就是一群人趕在日全食的時候拍到了本該在太陽後面的星星嘛。

你聽說過光纖么

衍射

超材料應用之一就是隱身斗篷，其原理就是利用超材料來彎曲光

漸變折射率光纖

大家講的都很高級，可是漸變折射率光纖貌似也算吧？

在介質中完全就可以實現可以看一下水流導光

折射率連續變化的介質里光就是彎曲傳播的

有一種特殊的光束，艾里光束就可以。

波動光學，光是電磁波，有衍射，有干涉。泊松亮斑是很明顯的證據。

幾何光學，費馬原理。兩點之間的真實光線是所走光程相對於路徑的變分是平穩的那一條。這條路徑可能是極小，也可能極大，還可能常數。沒說一定是直線。而且直線可以認為就是曲線的特例。

and 空間是個彎曲的，怎麼定義直線的。。。

只要空間成為曲面

不可以。Fermats principle is a bit more complicated than what you state: it says that in travelling from AA to BB, light will go along the paths that will minimize the time taken to get there - and these may or may not be straight lines. That said, the gravitational lensing of light does not operate quite like that. Since it is in vacuum, Fermats principle demands that light travel locally in straight lines, which indeed it does: it travels in a null geodesic. However, since spacetime itself is curved, the path appears to bend with respect to the flat-space metric youd have without the Suns presence.

理論上 光可以曲線傳播么？

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