33.Энергия и импульс электромагнитного поля. Вектор Умова-Пойтинга.

Объемная плотность энергии электромагнитног поля (энергия эл.-магн. волны) W = o E²/2 + o H²/2, если волна распространяется в вакууме, то из соотнош. между H и E энергия W = EH/c, где с - скорость света в вакууме. Вектор плотности потока энергии электромагнитной волны называется вектором Умова-Пойтинга. Скорость переноса энергии бегущей монохроматической волной равна фазовой скорости этой волны (в вакууме - с). Поэтому вектор Умова-Пойтинга для такой волны : P=WV=[EH]. Вектор направлен в сторону распространения волны.

3 8.Інтерференція світла - розподіл амплітуд при накладанні когерентних світлових хвиль та перерозподілі світлового потоку. I = I₁ + I₂ + 2(I₁  I₂)  cos (₁ - ₂); де I - інтенсивність світла; ; де  - різниця фаз двох когерентних хвиль ; S - геометрична різниця ходу;  - оптична різниця ходу. max: =m₀; min: =(m+1/2)  ₀;

39.Методи спостереження інтерференції світла

метод Юнга: світло джерела проникає крізь дві однакові щілини, що відіграють роль когерентних джерел.

дзеркала Френеля: світло джерела падає на два дзеркала, віддзеркалені промені виходять з уявних джерел та інтерферують в області перекривання.

біпризма Френеля: світло джерела заломлюється в двох призмах і заломлені промені, що виходять з уявних джерел інтерферують в області перекривання.

41.Інтерференція в тонких плівках.

Промені, що вийшли з плівки, когерентні з оптичною різн. ходу . Де  = (OC + BC) - (OA -₀/2); OA = OB  sin i = 2d  tg r  sin i; sin r = n  sin i;  = 2  OC - OA + ₀/2 = 2dn/cos r - 2dn  sin i  sin r/ cos r + ₀/2 = 2d  (1-n²  sin²i) + ₀/2; смуги рівної товщини: інтерференція від пластинки змінної товщини; смуги рівного нахилу: інтерференція від плоскопаралельної пластинки;

42.Принцип Гюйгенса-Френеля.

Принцип Гюйгенса - все точки поверхности, через котрорые проходит фронт волны в некоторый момент времени t, следует рассматривать как источники вторичных волн, а искомое положение фронта в момент времени t+dt совпадает с поверхностью, огибающей все вторичные волны. При этом считается, что в однородной среде вторичные волны излучаются только вперед, т.е. в направлениях, составляющих острые углы с внешней нормалью к фронту волны. Принцип Гюйгенса является чисто геометрическим. Он не указывает способа расчета амплитуды волны. Поэтому принцип Гюйгенса недостаточен для расчета закономерностей распространения световых волн. Приближенный метод решения этой задачи, являющийся развитием принципа Гюйгенса на Основе предложенной Френелем идеи о когерентности вторичных волн и их интерференции при наложении, называется принципом Гюйгенса-Френеля. Этот принцип можно выразить так : 1. при расчете световых колебаний источник можно заменить эквивалентной ему системой вторичных источников - малых участков dS любой замкнутой вспомагательной поверхности S, проведенной так, чтобы она охватывала источник. 2. Вторичные источники когерентны между собой и поэтому возбуждаемые ими волны интерферируют при наложении.

Дифракцией света называется совокупность явлений, которые обусловлены волновой природой света и наблюдаются при его распространении в среде с резко выраженной оптической неоднородностью ( вблизи границ непрозрачных тел, в отверстиях экранов). В более узком смысле под дифракцией понимается огибание светом встречных препятствий, сравнимых с длиной волны. Различают два случая дифракции света : дифракцию Френеля(дифракция в сходящихся лучах) и дифракцию Фраунгофера(дифракция в параллельных лучах) - дифракция на щели.

43. Диф. Френеля: диф. сферичної хвилі. На отворі: хвильова поверхня, що вкладається в отворі розбивається на m зон Френеля. А = (А₁  А_m) /2; якщо m - парне, то «+» і центр темний, якщо m - непарне, то «-» і центр світлий. При великому отворі A_m<<А₁, тому A = A₁ / 2 і диф. картина відсутня. На диску: А = А_m+1/2, де m - к-ть перекритих зон; в центрі - св. максимум. При великому розмірі диску розповсюдження світла вважають прямолінійним.

Зони Френеля - кільцеві ділянки фронту хвилі вибрані так, що оптична різниця ходу від відповідних меж кожної пари зон дорівнює /2. Вторинні хвилі сусідніх зон мають протилежні фази, тому компенсуються. Площа зони Френеля (S = ab / (a + b), де a - радіус кривизни сф. хвилі; b - відстань від фронту хвилі до т. простору) не залежить від m, тому для невеликих m площі зон Френеля рівні. Якщо припустити, що А_m = (А_m-1 + А_m+1) /2, то А = А₁/2 - амплітуда, що створ. сф. хвилею в т. простору рівна половині ампл. центральної зони.