Электромагнитные волны

Уравнения плоской гармонической электромагнитной волны, распространяющейся в направлении ,

, (1)

, (2)

и - напряженность электрического и магнитного полей

в момент времени в точке с координатой ,

и - амплитуды напряженностей.

Показать х, у, z

Св-ва:

1) Поперечность

2) Синфазность колебаний и .

3) , и образуют правую тройку векторов.

4) Скорость эл/м волны в вакууме (скорость света в вакууме) 3∙10⁸ м/с.

При переходе из одной среды в другую также остается постоянной частота колебаний поля, но изменяется скорость и длина волны .

,

, - электрическая и магнитная постоянные,

, - диэлектрическая и магнитная проницаемость среды.

,

5) Объемная плотность энергии эл/м волны.

=

, - объемная плотность электрического и магнитного полей. Сл-но,

.

Плотность потока электромагнитного поля

Плотность потока энергии - энергия, переносимая через единицу площади за единицу времени,

.

.

7) Шкала электромагнитных волн

Эл/м волны: радиоволны,

инфракрасное (ИК) излучение,

видимый свет,

ультрафиолетовое (УФ) излучение,

рентгеновское излучение,

- излучение.

Радиоволны создаются электрическими колебательными контурами.

УФ, ИК, видимое и рентгеновское излучение испускают атомы и молекулы.

- излучение испускают ядра атомов.

ОПТИКА

1) Свет – эл/м волны с частотой 4∙10¹⁴ Гц < < 8∙10¹⁴ Гц.

В вакууме (и в воздухе):

0,4 ∙10^-6 м (фиолетовый цвет) < < 0,8 ∙10^-6 м (красный цвет).

-

ур-е световой волны.

Напряженность эл поля в оптике называют световым вектором.

Волна, излученная атомом или молекулой, в ряде явлений ведет себя как частица (фотон).

Фотон – частица эл/м поля с энергией , - постоянная Планка.

2) Монохроматический - свет определенной частоты (определенного цвета).

К О Ж З Г С Ф

3) Показатель преломления вещества,

,

- скорость света в вакууме, - скорость света в веществе (в среде).

Воздух ≈ 1, вода = 1,33, стекло = 1,5 - 1,7.

- длина волны в вакууме, - длина волны в среде.

, ,

.

4) Интенсивность света - среднее значение от плотности потока энергии,

= = ,

.

зависит от амплитуды напряженности эл поля и электрических свойств среды.

= Вт/м².

Восприятие света глазом зависит от , и от частоты .

Наиболее глаз чувствителен к излучению с длиной волны

= 0.55 мкм (желто-зеленый цвет). В вечернем свете максимум чувствительности смещается в синюю область спектра.

5) При отражении волны от более плотной среды, отраженная волна идет в противофазе с падающей («потеря полуволны»).

При отражении от менее плотной среды сдвиг фаз между отраженной и падающей волной отсутствует.

6)

Закон отражения света: .

Закон преломления света: .

и - показатели преломления 1-ой и 2-ой среды,

- угол падения,

- угол отражения,

- угол преломления.

7) Оптическая длина пути ,

,

- расстояние, пройденное волной в какой-либо среде (геометрический путь),

- показатель преломления среды.

- путь, пройденный волной в вакууме.

Оптическая длина пути численно равна расстоянию, которое волна прошла бы за это же время не в данной среде, а в вакууме.

Дата добавления: 2015-11-26