Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Энергия электромагнитной волны. Вектор Пойнтинга и ср. значение его модуля. Интенсивность волны. ⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 7
ЭМ волны переносят энергию. Плотность потока энергии можно можно получить, умножив плотность энергии на скорость волны. Рассм.случай, когда волна распространяется в вакууме=>v=c. Энергия ЭМ волны складывается из энергий электрического и магнитного полей. Объёмная плотность энергии ЭМ поля w=wE+wH= ξºE²/2+ μºH/2². В данной точке пространства векторы E и H изменяются в одинаковой фазе, поэтому справедлива ф-ла: Em(ξξº)½=Hm(μμº)½. Положим ξ=μ=0 => E(ξº)½=H(μº)½. => wE=wH.Поэтому w=1/2(E(ξº)½)*E(ξº)½+1/2H(μº)½*H(μº)½=(ξºμº)½EH=1/c*EH. Умножив данное выражение на с получим одуль плотности потока энергии П=wc=EH. Поверхностная плотность потока энергии: П=W/(tS) -это энергия, проходящая за ед.времени через ед.площадку или поток энергии, проходящий через ед.площадку. Вектор П- вектор Умова-Пойнтинга: он указывает на направление распространения энергии ЭМ волной. П=wSx/St=wv=EH; П=[E,H]-(вектора) П=EH=EºHºcos(wt-kx)=E²(ξξº/μμº)½ -мгновенное значение вектора Умова-Пойнтинга. <П>=EºHº<cos² (wt-kx)>=1/2*E²(ξξº/μμº)½ -среднее значение вектора Умова-Пойнтинга. за время>>периода колебаний в волне. Векторы E и H взаимно перпендикулярны и образуют с напр.распространения волны правовинтовую систему. Поэтому напр.вектора[ EH ] совпадает с напр. переноса энергии, а модуль этого вектора равен EH =>вектор плотности потока ЭМ энергии можно представить вкак векторное произведение E и H: П=[ EH ].
Тема 19.
Интерференция волн. Рассмотрим две световые волны с одинаковой частотой и длиной, у которых разность фаз колебаний в данной точке пространства не изменяется во времени (когерентные)
A1=A10.cos(wt – kr + a1) A2=A20.cos(wt – kr + a2) A=A0.cos(wt – kr + d) A02 = (A1.cosa1 + A2.cosa2)2 + (A1.sina1 + A2.sina2)2 = A12 + A22 + 2.A1.A2.cosa1.cosa2 + 2.A1.A2.sina1.sina2 = A12 + A22 + 2.A1.A2.cos(a2 – a1) a2 – a1 = d разность фаз A2 = I интенсивность волны I = I1 + I2 + 2Ö(I1.I2).cosd 1) cosd > 0 I > I1 + I2 2) cosd < 0 I < I1 + I2 I1 = I2 = I0 Imax = 4I (когда cosd = 1) Imin = 0 (когда cosd = -1)
Естественные источники света не являются когерентными Время излучения одного атома 10-8 c. За это время атом излучает световую волну длиной c.T = 3.108.10-8 = 3 (м) цуг волн
Излучение разных атомов проиходит хаотично в разные моменты времени. Врезультате наблюдается хаотическое смешивание большого числа цугов волн. Частота излучения каждого атома не является фиксированной, она изменяется в определенных пределах, что связано с особенностями законов микромира.
n ± Dn tког » 1/Dn - время когерентности За это время фаза волны может измениться на p. В качестве когерентных источников можно использовать лазеры. Или, заставив волну от естественного источника света разделиться и заставив каждую часть пройти разное расстояние, а потом взаимодействовать друг с другом. n1 S1
O A
n2 S2
Интерференцией называется явление усиления света в одних точках и ослабления его в других точках при взаимодействии двух когерентных волн. Расстояние до точки встречи лучей не должно превышать длину цуга волн. A1.cosw(t – S1/v1) A2.cosw(t – S2/v2) d = a2 - a1 = w(S2/v2 – S1/v1) = 2pn(n2S2/c – n1S1/c) = 2pn/c(n2S2 – n1S1) = 2pnD/l D = n2S2 – n1S1 оптическая разность хода d = 2pD/l Dmax = ml0 = 2ml0/2 m = 0; ±1; ±2;... l0 = c/n Dmin = (2m + 1)l0/2 m = 0; ±1; ±2;... l22 = l2 + (x + d/2)2 l12 = l2 + (x – d/2)2 l22 – l12= (l2 + l1)(l2 – l1) = 2xd => ~2l (т.к. l>>d) => 2lD = 2xd => D = dx/l Dmax = dxmax/l = ml0 xmax = mll0/d Dmin = dxmin/l = (2m+1)l0/2 xmin = (2m+1)ll0/2d
В результате на экране чередование ярких и темных полос с шириной Dx = (m+1)l0l/d – ml0l/d = ll0/d
Дифракция – явление, связанное с отклонением света от прямолинейного распространения; огибание препятствия, попадание в область геометрической тени.
Дифракция на одной щели(Фраунгофер)
Принцип Гюйгенса–Френеля заключается в том, что каждый элемент поверхности световой волны служит источником вторичных волн суперпозиция которых в любой точке пространства определяет результирующее колебание в этой точке.
Разобьем плоскость щели на зоны Френеля. Зона Френеля – зона, разность хода граничных лучей которой равна l/2 Пучки лучей от соседних зон Френеля при интерференции гасят друг друга. Если на поверхности щели располагается четное число зон Френеля, то в результате дифракции будет наблюдатся минимум. b sinj = 2ml/2 условие min m = 0; ±1; ±2;... b sinj = (2m+1)l/2 условие max (нечетное число зон Френеля) Дифракционная решетка – совокупность большого числа одинаковых щелей, расположенных на определнном расстоянии друг от друга.
max: dsinj = ml При дифракции белого света на решетке наблюдаются спектры 1-го, 2-го и т.д. порядков
Поляризованным называется свет, у которого колебания светового вектора упорядочены.
Плоская волна поляризована (вектор напряженности совершает колебания в одной плоскости) – тонкая поляризация. Световой вектор может при движении волны вращаться по кругу – круговая поляризация. Вектор Е при повороте меняет длину – поляризация эллиптическая. В естественном свете происходит наложение волн, излучаемых отдельными атомами. Плоскость колебаний вектора Е в волне от каждого атома никак не связаны между собой, поэтому колебание вектора Е в естественном свете происходит по всем направлениям (плоскостям). Прибор, позволяющий получить плоско-поляризованный свет – поляризатор. При попадании естественного света на поляризатор он пропускает колебания светового вектора только в одной плоскости I = I0cos2j Интенсивность естественного света. I = (1/p)*интеграл(от нуля до p) от (I0cos2jdj) = I0/2 E = E0cosj (анализатор: проверка, поляризован ли свет) I = I0cos2j Интенсивность света, прошедшего через поляризатор = нач. интенсивность на cos угла между поляризатором и плоск. колебаний. 3.Поляризация света при отражении и преломлении. При отражении естественного света, свет становится частично поляризованным относительно плоскости, перпендикулярно плоскости падения А в преломленном луче колебания происходят в плоскости падения. Если выполнено tgjбр = n12 = n2/n1, то отраженный луч полностью поляризован в плоск., перп. плоск. падения. j - угол Брюстера.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-11-27; просмотров: 129; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.19.211.134 (0.015 с.) |