9) Волновой пакет, гурупповая скорость. Связь линейной и групповой скорости. Энергия и плотность энергии волны. Вектор Пойнтинга

Волновой пакет — определённая совокупность волн, обладающих разными частотами, которые описывают обладающую волновыми свойствами формацию, в общем случае ограниченную во времени и пространстве.

Групповая скорость — это кинематическая характеристика диспергирующей волновой среды, обычно интерпретируемая, как скорость перемещения максимума амплитудной огибающей узкого квазимонохроматического волнового пакета.

u=dw/dk

Плотностью потока энергии — средняя по времени энергия, которую электромагнитная или звуковая волна переносит в единицу времени через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению распространения волны

 — Интенсивность электромагнитной волны (плотностью потока энергии)

 — Энергия волны,  — Площадь поверхности,  — Время,  — Плотность энергии

 — Скорость волны

Вектор  Умова — Пойнтинга — вектор плотности потока энергии электромагнитного поля.

Формула

где E и H — векторы напряжённости электрического и магнитного полей соответственно. Модуль вектора Пойнтинга равен количеству энергии, переносимой через единичную площадь, нормальную к S, в единицу времени. Своим направлением вектор определяет направление переноса энергии.

10) Интерференция света. Интерференция от двух источников. Полосы равной толщины и равного наклона.

Интерфере́нция све́та — перераспределение интенсивности света в результате наложения (суперпозиции) нескольких когерентных световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной.

Рис. 6

Рассмотрим интерференцию от двух когерентных источников (рис. 6). Максимум (минимум) в интерференционной картине от двух когерентных источников (см. тему 9) наблюдается, если в данную точку пространства от источников приходят волны, разность хода которых составляет целое число волн (нечетное число полуволн). В экспериментах по наблюдению интерференции расстояние между источниками обычно мало по сравнению с расстоянием от источников до экрана: d << L, и интерференционные полосы наблюдаются достаточно близко друг от друга: x << L, поэтому при расположении линии S₁S₂ параллельно экрану Э элементарные вычисления с использованием теоремы Пифагора дают достаточно простое соотношение между расстоянием от нулевого максимума (точка О, где l₁ – l₂ = 0) до первого:

l = l₁ – l₂ » = xd/L,

откуда

x » lL/d.

Условие возникновения интерференционного максимума и минимума под номером n выше и ниже точки О получается аналогично:

Поэтому расстояние между интерференционными полосами примерно одинаково. На рисунке 7 приведена интерференционная картина, выведенная на компьютере. Она очень похожа на картинку, наблюдаемую в эксперименте.

ПОЛОСЫ РАВНОЙ ТОЛЩИНЫ интерференц. полосы, наблюдаемые при освещении тонких оптически прозрачных слоев (плёнок)переменной толщины пучком параллельных лучей и обрисовывающие линии равной оптической толщины.

ПОЛОСЫ РАВНОГО НАКЛОНАчередующиеся тёмные и светлые полосы (интерференционные полосы), возникающие при падении светана плоскопараллельную пластину в результате интерференции лучей, отражённых от верхней и нижней еёповерхностей и выходящих параллельно друг другу.