волны
и оптика
Embedded Files
Модель «Волновая оптика» оперирует понятием электро-магнитной (Э-М) волны для описания распространения света.
Для упрощения описания многих эффектов часто пользуются следующими понятиями:
фронт волны (волновой фронт) — поверхность, до которой дошла волна в данный момент времени
плоская волна (аналог бесконечно широкого пучка параллельных лучей в геометрической оптике)
сферическая волня (аналог расходящихся из точки лучей).
Очевидно, что фронт плоской волны - плоскость, а фронт сферической волны - сфера.
Много неожиданных, своеобразных, интересных результатов связано с тем, что свет распространяется и взаимодействует с окружающими предметами как волна, а наблюдаем мы усреднённую по времени, или накопленную энергию (интенсивность), переносимую этой волной. И здесь большая разница с «привычной механикой». Эффект от падения двух камней вдвое больше, чем от падения одного. А с волнами всё сложнее.
Простейшая волна - типа sin(x) - имеет «области» как положительных, так и отрицательных значений. При сложении двух таких волн результат зависит от сдвига одной волны относительно другой (такой сдвиг ещё называется разностью фаз). Если сдвига нет или он равен целому числу длин волн (что соответствует разности фаз 2π n), то результат - это волна с удвоенной амплитудой. А если сдвиг составляет половину длины волны (разность фаз равна π) или нечётное количество половинок, то волны гасят друг друга, и в результате получаем... 0. При других значениях сдвига сумма - естественно - меняется. Так, что сумма многих волн (с разными фазами и амплитудами) может давать очень различные результаты.
Пример. Нулевой результат при сложении двух одинаковых волн со сдвигом (фазы) 0.5 длины волны.
Наблюдаемая величина - интенсивность - пропорциональна квадрату амплитуды суммы всех волн в точке наблюдения.
Пример. Квадрат суммы двух волн для разных сдвигов фазы. Максимальная амплитуда при нулевом сдвиге фазы. Минимальная амплитуда (0) при сдвиге фазы равном π (половина длины волны).
Пример. Интенсивность суммы двух волн в зависимости от сдвига фазы (от 0 до половины длины волны).
Page updated
Google Sites
Report abuse