47. Електромагнітні хвилі та їх властивості

Змінне електричне поле породжує змінне магнітне, яке в свою чергу породжує електричне поле. Таким чином, у просторі виникає послідовність взаємних перетворень електричного і магнітного полів, які поширюються від точки до точки. Цей процес періодичний у просторі й часі і являє собою електромагнітну хвилю. Висновок про можливість існування електромагнітних хвиль випливає з рівнянь електромагнітного поля. Електромагнітна хвиля характеризується частотою. Розрізняють лінійну частоту ν й циклічну частоту ω = 2πν. В залежності від частоти електромагнітні хвилі належать до одного із спектральних діапазонів.Іншою характетистикою електромагнітної хвилі є хвильовий вектор  . Хвильовий вектор визначає напрямок розповсюдження електромагнітної хвилі, а також її довжину. Абсолютне значення хвильoвого вектора називають хвильовим числом.Довжина електромагнітної хвилі λ = 2π / k, де k - хвильове число.Довжина електромагнітної хвилі зв'язана з частотою через закон дисперсії. У порожнечі цей зв'язок простий:λν = c.Часто дане співвідношення записують у виглядіω = ck.Електромагнітні хвилі із однаковою частотою й хвильовим вектором можуть розрізнятися фазою.У порожнечі вектори напруженості електричного й магнітного полів електомагнітної хвилі обов'язково перпендикулярні до напрямку розповсюдження хвилі. Такі хвилі називаються поперечними хвилями.

48. Світло і його природа. Світлова хвиля. Перехід світлової хвилі через мережу розподілу двох середовищ. Інтенсивність світла.

Світло має складну, подвійну природу. З одного боку світло – це електромагнітні хвилі, з іншого – потік світлових частинок ("корпускул"), а точніше квантів, які отримали назву фотонів. Ця подвійність світла називається корпускулярно-хвильовим дуалізмом (точніше – квантово-хвольовим). Св́ітло — електромагнітні хвилі видимого спектру.

СВІТЛОВА ХВИЛЯ - електромагнітна хвиля видимого діапазону довжин хвиль . Фотофізіологічна,фотохімічна та фотоелектрична дія світла обумовлені електричною

компонентою світлової хвилі. рівняння світлової хвилі, яка поширюється вздовж осі x, має вигляд а = А cos (wt – kx + a), Частота світлової хвилі (або набір частот) визначає "колір". Енергія, переносима світловий хвилею, пропорційна квадрату її амплітуди.

Якщо світловий пучок падає на поверхню, що розділяє два прозорі середовища різної оптичної щільності, наприклад повітря й воду, то частина світла відбивається від цієї поверхні, а інша частина — проникає в друге середовище. При переході з одного середовища в іншу промінь світла змінює напрямок на межі цих середовищ. Це явище називається переломленням світла.

49. Інтерференція світла

Інтерференція світла, складання світлових хвиль, при якому зазвичай спостерігається характерний просторовий розподіл інтенсивності світла (інтерференційна картина) у вигляді світлих і темних смуг, що чергуються, унаслідок порушення принципу складання інтенсивностей . Деякі явища І. с. спостерігалися ще і. Ньютоном, але не могли бути пояснені з точки зору його корпускулярної теорії . Правильне пояснення І. с. як типово хвилевого явища було дано на початку 19 ст Т. Юнгом і О. Френелем .

  І. с. виникає лише у випадку, якщо різниця фаз постійна в часі, тобто хвилі когерентні . До створення лазерів когерентні світлові пучки могли бути отримані лише шляхом розділення і подальшого зведення променів, витікаючих з одного і того ж джерела світла. При цьому різниця фаз цих коливань постійна і визначається лише різницею доріг, прохідних променями, або різницею ходу D. Існує декілька способів створення когерентних пучків світла. Наприклад, в досвіді Френеля два плоскі дзеркала I і II, створюючих двогранний кут, близький до 180°, дають два уявні зображення S ₁ і S ₂ джерела S. На екрані AB виходить світла смуга при різниці ходу D променів S ₁ M і S ₂ M , рівною парному числу півхвиль, і темна смуга — при D, рівною непарному числу півхвиль. Інший спосіб був запропонований Юнгом . Світло з отвору S падає на екран AB з двома отворами (або щілинами) S ₁ і S ₂ . І. с. спостерігається на екрані CD. Відстань між сусідніми світлими або темними інтерференційними смугами D х » l/a, де а — кут S ₁ MS ₂ , під яким сходяться промені, що інтерферують. У цих дослідах І. с. спостерігається лише при складанні хвиль, випущених з однієї і тієї ж точки джерела. Інтерференційні смуги, відповідні різним точкам джерела, зрушені відносно один одного, і при накладенні інтерференційні картини змащуються. Граничний розмір джерела, що ще дає чітку інтерференційну картину, визначається співвідношенням d = l/b, де b — кут, під яким розходяться промені з джерела.