费马原理
几何光学的基本原理
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费马原理（Fermat's principle）是描述光波传播规律的基本原理之一，其在几何光学中的表述为：光线沿光程为平稳值的路径而传播的规律[1]。具体内容为光线在两点之间传播的实际路径，与其他可能得邻近的路程相比，其光程为极值[a]，该极值可为极小值、极大值或常量[11]，其又叫“最短时间原理”“平稳时间原理”“时间极值原理”“光程极值原理”[4]。利用费马原理推导出几何光学的三大基本定律：光的直线传播定律，折射定律，反射定律。并将这三大定律以光程的概念统一归纳为一条原理。[12]
这一原理最早由法国数学家皮埃尔·德·费马（Pierre de Fermat）于1662年提出，最初名为“最短时间原理”，即光线传播的路径是需时最少的路径。[13][9]该原理可推导出光的直线传播定律、光的反射定律、光的折射定律以及光路可逆性原理[14][12]，随着研究的日臻完善，费马原理关于最短光程原理[15]、物像等光程性[16]等相关理论得到推广，在光学[5]、数学[7]、管理学[8]等交叉学科领域的应用研究得到发展，在电磁兼容问题和大气折射等实际工程的应用亦变得广泛。[17][18]