Характеристики световых волн

— длина волны (длина световой волны зависит от скорости распространения волны в среде и связана с нею и частотой соотношением:

).

 

— скорость распространения (Скорость распространения световых волн в среде зависит от их длины. Это явление называется дисперсией света).

 

— частота (Частота световых колебаний от 4^.10¹⁴ Гц (фиолетовый) до 7^.10¹⁴ Гц (красный). Это достаточно узкая полоска на шкале электромагнитных волн.
Частота световой волны (длина волны в вакууме) определяет цвет видимого нами света:

Синусоида символически показывает частоту (длину волны) соответствующего участка спектра (цвета).

 

Диапазоны электромагнитных волн

 

Различают монохроматическое и сложное излучение. Монохроматическим называется излучение, характеризуемое одним значением частоты, в более широком смысле - излучение очень узкой области или длины волн, которое может быть охарактеризовано одним значением частоты или длины волны. Сложным называется излучение, состоящее из совокупности монохроматических излучений разных частот.

 

 

ВОПРОС № 24

Принцип Гюйгенса — Френеля — основной постулат волновой теории, описывающий и объясняющий механизм распространения волн, в частности, световых. Каждая точка поверхности, достигнутая световой волной, является вторичным источником световых волн. Огибающая вторичных волн становится фронтом волны в следующий момент времени.

Явление интерференции возникает при наложении когерент­ных волн.

Когерентные волны - это волны, имеющие одинаковые частоты, постоянную раз­ность фаз, а колебания происходят в одной плоскости.

Результат суперпозиции волн зависит от того, в каких фазах накладываются друг на друга колебания.

 

Опыт Юнга

Томас Юнг наблюдал интерференцию от двух источников, прокалывая на малом расстоянии (d ≈ 1мм) два маленьких отверстия в непрозрачном экране. Отверстия освещались светом от солнца, прошедшим через малое отверстие в другом непрозрачном экране. Элементы механики жидкостей Давление в жидкости и газе Молекулы газа, совершая беспорядочное, хаотическое движение, не связаны или весьма слабо связаны силами взаимодействия, поэтому они движутся свободно и в результате соударений стремятся разлететься во все стороны, заполняя весь предоставленный им объем, т. е. объем газа определяется объемом того сосуда, который газ занимает.

Интерференционная картина наблюдалась на экране, удаленном на расстоянии L ≈ 1м от двух источников. Так, впервые в истории, Т. Юнг определил длины световых волн.

При использовании лазера в качестве источника света необходимость в экране отпадает.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ВОЛН - такое наложение волн, при котором происходит устойчивое во времени их взаимное усиление в одних точках пространства и ослабление в других, в зависимости от соотношения между фазами этих волн.

Необходимые условия для наблюдения интерференции:

1) волны должны иметь одинаковые (или близкие) частоты, чтобы картина, получающаяся в результате наложения волн, не менялась во времени (или менялась не очень быстро, что бы её можно было успеть зарегистрировать);

2) волны должны быть однонаправленными (или иметь близкое направление); две перпендикулярные волны никогда не дадут интерференции (попробуйте сложить две перпендикулярные синусоиды!). Иными словами, складываемые волны должны иметь одинаковые волновые векторы (или близконаправленные).

Волны, для которых выполняются эти два условия, называются КОГЕРЕНТНЫМИ. Первое условие иногда называют временной когерентностью, второе - пространственной когерентностью.