Волновые процессы. Уравнение бегущей волны. Принцип суперпозиции волн. Групповая скорость. Стоячие волны.

Волновые процессы. Уравнение бегущей волны. Принцип суперпозиции волн. Групповая скорость. Стоячие волны.

Процесс распространения колебаний в сплошной среде называется волновым про­цессом. Основным свойством всех волн, независимо от их природы, является перенос энергии без переноса вещества. Типы волн: волны на поверхности жидкости, упругие и электромагнитные волны.Расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе, называется длиной волны l. Бегущими волнами называются волны, которые переносят в пространстве энергию. Перенос энергии волнами количественно характеризуется вектором плотности потока энергии. Этот вектор для упругих волн называется вектором Умова.

уравнение бегущей волны:

принцип суперпозиции (наложения) волн: при распространении в линейной среде нескольких волн каждая из них распространяется так, как будто другие волны отсутствуют, а результирующее смещение частицы среды в любой момент времени равно геометрической сумме смещений, которые получают частицы, участвуя в каждом из слагающих волновых процессов.

групповая скорость:

стоячее волны — это волны, образующиеся при наложении двух бегущих воли, распространяющихся навстречу друг другу с оди­наковыми частотами и амплитудами, а в случае поперечных волн и одинаковой поляризацией

2. Электромагнитные волны. Св-ва электр. магнитных волн. Вектор Умова-Пойтинга. Излучение диполя.

Электромагнитные волны — переменные электромагнитные поля, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью. Свойства: 1)поглощение;2)рассеяние;3)преломление;4)отражение;5)интерференция;6)дифракция;7)поляризация. Вектор плотности потока электромагнитной энергии называется вектором Умова — Пойнтинга:

Простейшим излучателем электромагнитных волн является электрический диполь, электрический момент которого изменяется во времени по гармоническому закону

волновая зона диполя — точки пространства, отстоящие от диполя на расстояниях r, значительно превышающих длину волны (r >> l), — так как в ней картина электромагнитного поля диполя сильно упрощается.

Тепловое излучение и его характеристики: спектральная плотность энергетической светимости, интегральная энергетическая светимость, спектральная поглощательная способность. Абсолютно чёрное тело.Серое тело. Закон Кирхгофа для теплового излучения.

Тела, нагретые до достаточно высоких температур, светятся. Свечение тел, обусловлен­ное нагреванием, называется тепловым (температурным) излучением.При высоких температурах излучаются короткие (видимые и ультрафиолетовые) элект­ромагнитные волны, при низких — преимущественно длинные (инфракрасные).

спектральная плот­ность энергетической светимости (излучательности) тела — мощность излучения с еди­ницы площади поверхности тела в интервале частот единичной ширины:

Зная спектральную плотность энергетической светимости, можно вычислить интег­ральную энергетическуюсветимость просуммировав по всем частотам:

Способность тел поглощать падающее на них излучение характеризуется спект­ральной поглощательной способностью

законКирхгофа:

Для серого тела

где

— энергетически светимость черного тела.

Законы Стефана — Больцмана для теплового излучения. Закон смещения Вина.Формулы Рэлея — Джинса. УФ катастрофа. Формула Планка для теплового излучения.

Закона Стефана — Больцмана:

закон смещения Вина:

Формула Рэлея — Джинса для спектральной плотности энергетической светимости черного тела имеет вид

Квантовая гипотеза Планка -атомные осцилляторы излучают энергию не непрерывно, а определенными порциями — квантами, причем энергия кванта пропорциональна частоте колебания:

где h = 6,625×10^–34 Дж×с — постоянная Планка.

Давление света.

Давление света на поверхность равно импульсу, который передают поверхности в 1 с N фотонов:

Nhn=E_e есть энергия всех фотонов, падающих на единицу поверхности в единицу времени, т. е. энергетическая освещенность поверхности (см. § 168), a E_e/c=w — объ­емная плотность энергии излучения. Поэтому давление, производимое светом при нормальном падении на поверхность,

9.Эффект Комптона и его элементарная теория.

Эффектом Комптона называется упругое рассеяние коротковолнового электромаг­нитного излучения (рентгеновского и g-излучений) на свободных (или слабосвязанных) электронах вещества, сопровождающееся увеличением длины волны.

Полученная экспериментально Комптоном формула:

 

 

Волновые процессы. Уравнение бегущей волны. Принцип суперпозиции волн. Групповая скорость. Стоячие волны.

Процесс распространения колебаний в сплошной среде называется волновым про­цессом. Основным свойством всех волн, независимо от их природы, является перенос энергии без переноса вещества. Типы волн: волны на поверхности жидкости, упругие и электромагнитные волны.Расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе, называется длиной волны l. Бегущими волнами называются волны, которые переносят в пространстве энергию. Перенос энергии волнами количественно характеризуется вектором плотности потока энергии. Этот вектор для упругих волн называется вектором Умова.

уравнение бегущей волны:

принцип суперпозиции (наложения) волн: при распространении в линейной среде нескольких волн каждая из них распространяется так, как будто другие волны отсутствуют, а результирующее смещение частицы среды в любой момент времени равно геометрической сумме смещений, которые получают частицы, участвуя в каждом из слагающих волновых процессов.

групповая скорость:

стоячее волны — это волны, образующиеся при наложении двух бегущих воли, распространяющихся навстречу друг другу с оди­наковыми частотами и амплитудами, а в случае поперечных волн и одинаковой поляризацией

2. Электромагнитные волны. Св-ва электр. магнитных волн. Вектор Умова-Пойтинга. Излучение диполя.

Электромагнитные волны — переменные электромагнитные поля, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью. Свойства: 1)поглощение;2)рассеяние;3)преломление;4)отражение;5)интерференция;6)дифракция;7)поляризация. Вектор плотности потока электромагнитной энергии называется вектором Умова — Пойнтинга:

Простейшим излучателем электромагнитных волн является электрический диполь, электрический момент которого изменяется во времени по гармоническому закону

волновая зона диполя — точки пространства, отстоящие от диполя на расстояниях r, значительно превышающих длину волны (r >> l), — так как в ней картина электромагнитного поля диполя сильно упрощается.