3. Шкала эмв

В 1888 году (через 9 лет после смерти Максвелла) русский физик Генрих Герц экспериментально обнаружил, что подобно свету, ЭМВ преломляются в среде, а так же испытывают отражение от границы. Интересная особенность экспериментов состояла в том, что для преломления волн пришлось изготовить призму из куска асфальта, с размерами сторон порядка 1 метра и массой 1200 кг.

В 1900 году другой русский ученый, Лебедев, обнаружил, что свет способен оказывать давление на освещенные предметы («давление света»), причем величина этого давления в точности совпала с предсказанным Максвеллом давление ЭМВ.

После таких убедительных экспериментов, уже ни у кого из физиков больше не оставалось сомнений в том, что свет действительно является волной. Для удобства, близкие по свойствам ЭМВ объединили в виды или «диапазоны», каждому диапазону присвоили свое название.

Таблица 1. Виды электромагнитных волн

Название		Длины волн	Частоты, Гц	Примечания
Радиоволны	Длинные волны («ДВ») Средние волны («СВ») Короткие волны («КВ») Метровые волны («МВ», «УКВ», «FM»)	10км ÷ 1км 1км ÷ 100м 100м ÷ 10м 10м ÷ 1м	3·104 ÷ 3·105 Гц 3·105 ÷ 3·106 Гц 3·106 ÷ 3·107 Гц 3·107 ÷ 3·108 Гц	300 кГц ÷ 3 МГц 3 МГц ÷ 30 МГц 30 МГц ÷ 300 МГц
Оптическое излучение	Инфракрасное Видимое Ультрафиолетовое	1 мм ÷ 770 нм 770 нм÷380 нм 380 нм ÷10 нм	0.39·1015 Гц ÷ 0.79·1015 Гц	Испускают нагретые тела Вызывает цветовые ощущения от красного до фиолетового 1 нм=10 -9м
Ионизирующее излучение	Рентгеновское	10 нм ÷ 0.1 нм		0.1 нм =1 А = 10 –10 м Возникает при взаимодействии заряженных частиц с атомами вещества
	 - лучи	< 0.1 нм		Испускаются атомными ядрами при ядерных реакциях и радиоактивных превращениях

Тема 2. Элементы геометрической оптики

1. Вводные сведения

Мы познакомились с различными видами ЭМВ и их самыми общими свойствами. В рамках курса колориметрии, предметом нашего пристального внимания является видимый свет, поэтому далее будем рассматривать только его.

Итак, от общей теории волн мы переходим к оптике. Сделаем два вводных замечания:

• Для того чтобы охарактеризовать некоторую среду, в которой распространяется интересующий нас свет, в оптике используется физическая величина, которая называется «показатель преломления» (иногда «коэффициент преломления») (n).

П оказатель преломления некоторого вещества n численно равен отношению скорости световой волны в вакууме с к скорости света в этом веществе :

(2.1)

Из данного определения легко получить формулу для скорости света в среде:

(2.2)

Отметим, что в литературе часто скорость света в среде  (с определенной частотой) называют еще «фазовой скоростью света». Сравнивая выражение (2.2) с формулой (1.7), мы заключаем, что

, (2.3)

так как для большинства прозрачных веществ . Важной особенностью выражения (2.3) является тот факт, что данная формула содержит связь оптических и электромагнитных характеристик среды.

• Длина воспринимаемых глазом ЭМВ очень мала, как мы уже знаем ~1мкм. Поэтому часто можно отвлечься от волновой природы света и перейти к гораздо более простым представлениям: считать, что энергия световых волн переносится в пространстве вдоль некоторых линий, называемых лучами. Соответствующий раздел оптики называют лучевой или геометрической оптикой. Таким образом, если теория ЭМВ рассматривает распространение света в пространстве с помощью сложных уравнений для волн, то геометрическая оптика представляет собой свод законов, описывающих «поведение» (изменение направления) световых лучей.