Формы световых волн и виды их колебаний. Длина волны. Амплитуда, период, частота и фаза колебаний. Связь длины волны с частотой

+ Формы -

Виды- синусоидальная (или гармоническая).

Световая волна - электромагнитная волна видимого диапазона длин волн. Частота световой волны определяет "цвет". Энергия, переносимая световой волной, пропорциональна квадрату ее амплитуды: форма световой волны обусловливает ощущение интенсивности, полноты и насыщенности цвета (гомогенная – единичная волна, воздействующая на глаз, или смешенные волны – несколько волн воздействующих на глаз). Гомогенный цвет создаёт ощущение насыщенного чистого цвета. В то время, когда примешиваются волны другой длины, создаётся ощущение серого оттенка. Световые волны - это не волны на поверхности, а потому колебания в них не должны происходить обязательно в направлении вверх-вниз. Число направлений, в которых колебания световых волн могут происходить под прямым углом к направлению их распространения, практически бесконечно. Световые волны различных частот колебаний распространяются в вакууме с одинаковыми скоростями (с ж 3 - 108м / с), а в средах - с различными скоростями.

Длина волны (λ) — расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах. Длина волны обратно пропорциональна её частоте. Самая длинная – красная, самая короткая – фиолетовая.

Амплитуда (A) — максимальное значение смещения или изменения переменной величины от среднего значения при колебательном или волновом движении.

Период колебаний (Т) — наименьший промежуток времени, за который колебательная система (осциллятор) совершает одно полное колебание (то есть возвращается в то же состояние, в котором она находилась в первоначальный момент, выбранный произвольно).

Частота (ν) — физическая величина, характеристика периодического процесса, равная числу полных циклов, совершённых за единицу времени. (ИЛИ число колебаний в 1 с.). Величина, обратная периоду колебаний.

Фаза колебаний (μ)— величина, которая определяет положение колебательной системы в любой момент времени (ИЛИ физическая величина, при заданной амплитуде и коэффициенте затухания, определяющая состояние колебательной системы в любой момент времени (Δμ= μ1- μ0) Λ=c/V (c=3.10 в 8) V=1/T ктрическими зарядами.)

Связь длины волны с частотой:

 

  Интерференция и дифракция. Кольца Ньютона. Угол дифракции, функция рассеяния точки

Интерференция света - перераспределение интенсивности света в результате наложения (суперпозиции) нескольких когерентных световых волн.

Интерференция возникает в том случае, если разность фаз складываемых световых колебаний постоянна во времени. Колебания световой волны, удовлетворяющие этим условиям, называют когерентными. Интерференционная картина выглядит как система чередующихся тёмных и светлых полос для монохроматического излучения или окрашенных полос для «белого света». Интерференция волн — взаимное усиление или ослабление амплитуды двух или нескольких когерентных волн, одновременно распространяющихся в пространстве. Интерферировать могут все волны, однако устойчивая интерференционная картина будет наблюдаться только в том случае, если волны имеют одинаковую частоту и колебания в них не ортогональны. При интерференции энергия волн перераспределяется в пространстве. Опыт Томаса Юнга стал экспериментальным доказательством волновой теории света — пучок света направляется на непрозрачный экран-ширму с двумя параллельными прорезями, позади которого устанавливается проекционный экран. Этот опыт демонстрирует интерференцию света, что является доказательством волновой теории.

Дифракция - огибание светом препятствий, размеры которого очень малы или расположенных на большом расстоянии. Вызывает на изоб-ии потерю резкости. Узкий параксиальный пучок.

Дифракция волн — явление, которое можно рассматривать как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн. Первоначально понятие дифракции относилось только к огибанию волнами препятствий.

Угол дифракции прямо-пропорц. Длине волны и обратно-пропорц. диаметру действующего отверстия. Чем больше действ. отверстие, тем меньше угол дифракции. Чем больше дейтв. отверстие, тем скорее наступит абберация.

Функция рассеяния точки (ФРТ) - это функция, описывающая зависимость распределения освещенности от координат в плоскости изображения. (если предмет- светящаяся точка центре изонпланатической зоны).

Ко́льца Нью́тона — кольцеобразные интерференционные максимумы и минимумы, появляющиеся вокруг точки касания слегка изогнутой выпуклой линзы и плоскопараллельной пластины при прохождении света сквозь линзу и пластину. Простая интерференционная картина возникает в тонкой прослойке воздуха между стеклянной пластиной и положенной на нее плосковыпуклой линзой, сферическая поверхность которой имеет большой радиус кривизны. Эта интерференционная картина имеет вид концентрических колец, получивших название кольца Ньютона. Ньютон наблюдал и исследовал их не только в белом свете, но и при освещении линзы одноцветным (монохроматическим) пучком. Оказалось, что радиусы колец одного и того же порядкового номера увеличиваются при переходе от фиолетового конца спектра к красному; красные кольца имеют максимальный радиус.

Кольца Ньютона используются для измерения радиусов кривизны поверхностей, для измерения длин волн света и показателей преломления. В некоторых случаях (например, при сканировании изображений на плёнках или оптической печати с негатива) кольца Ньютона представляют собой нежелательное явление.