56. Взаємодія електромагнітних хвиль з речовиною (поглинання та розсіяння світла).

Розповсюдження електромагнітних хвиль у середовищі має ряд особливостей порівняно із розповсюдженням у порожнечі. Ці особливості зв'язані із властивостями середовища й загалом залежать від частоти електромагнітної хвилі. Електрична та магнітна складова хвилі викликають поляризацію й намагнічування середовища. Цей відгук середовища неодинаковий у випадку малої й великої частоти. При малій частоті електромагнітної хвилі, електрони й іони речовини встигають відреагувати на зміну інтенсивності електричного й магнітного полів. Відгук середовища відслідковує часові коливання в хвилі. При великій частоті електрони й іони речовини не встигають зміститися протягом періоду коливання полів у хвилі, а тому поляризація та намагнічення середовища набагато менші.

Електромагнітне поле малої частоти не проникає в метали, де багато вільних електронів, які зміщуються таким чином, що повністю гасять електромагнітну хвилю. Електромагнітна хвиля починає проникати в метал при частоті більшій за певну частоту, яка називається плазмовою частотою. При частотах менших за плазмову частоту електромагнітна хвиля може проникати в поверхневий шар металу. Це явище називаєтьсяскін-ефектом.

У діелектриках змінюється закон дисперсії електромагнітної хвилі. Якщо в порожнечі електромагнітні хвилі розповсюджуються із сталою амплітудою, то у середовищі вони затухають, внаслідок поглинання. При цьому енергія хвилі передається електронам чи іонам середовища. Загалом закон дисперсії за відсутності магнітних ефектів набирає вигляду де хвильове число k - загалом комплексна величина, уявна частина якої описує зменшення амплітуди елетромагнітної хвилі,- залежна від частоти комплекснадіелектрична проникністьсередовища.

В анізотропних середовищах напрямок векторів напруженості електричного та магнітного полів не обов'язково перпендикулярний напрямку розповсюдження хвилі. Проте напрямок векторів електричної та магнітної індукції зберігає цю властивість.

У середовищі при певних умовах може розповсюджуватися ще один тип електромагнітної хвилі - повздовжня електромагнітна хвиля, для якої напрям вектора напруженості електричного поля збігається із напрямком розповсюдження хвилі.

57. Досліди Фізо-Майкельсона

Опыт Физо

Луч от источника разделяется полупрозрачной пластинкой на два луча, один из которых, отражаясь от зеркал, проходит через текущую в трубах воду по направлению её движения, а другой — против её движения. После этого оба луча попадают в интерферометр, где и наблюдается интерференционная картина. Измерения производились сначала при неподвижной воде, а затем — при движущейся. По смещению интерференционных полос определялась разность времён прохождения лучей в движущейся и неподвижной среде, аследовательно, и величина . Еслиc— скорость света в вакууме, аn—показатель преломления, то скорость света в неподвижной среде равнаc' = c / n.Если среда двигается относительно лабораторной системы отсчёта, со скоростьюu, то скорость света будет равна:

Опыт Майкельсона

В 1877 годуМайкельсон начинает усовершенствовать метод измерения скорости света при помощи вращающегося зеркала, предложенногоЛеоном Фуко. Идеей Майкельсона было применить лучшую оптику и более длинную дистанцию. В1878 годуон произвёл первые измерения на довольно кустарной установке. Майкельсон опубликовал свой результат 299 910±50км/св1879 году

Схема экспериментальной установки

В опытах Майкельсона и Э. У. Морли интерферометр устанавливался на массивной плите, плавающей в ртути (для плавного вращения). Оптич. длина пути с помощью многократных отражений от зеркал была доведена до 11 м. При этом ожидавшееся смещение Измерения подтвердили OT-рицат. результат M. о. В 1958 в Колумбийском ун-те (США) было ещё раз продемонстрировано отсутствие неподвижного эфира. Пучки излучения двух одинаковых квантовых генераторов микроволн (мазеров) направлялисьв противоположные стороны - по движению Земли и против движения - и сравнивались их частоты. С огромной точностью (~ 10^-9%) было установлено, что частоты остаются одинаковыми, в то время как "эфирный ветер" привёл бы к появлению различия этих частот на величину, почти в 500 раз превосходящую точность измерений.

1. Коливання, амплітуда, фаза, швидкість, прискорення.

2. Потенціальна та кінетична енергія.

3. Представлення коливань у вигляді вектора.

4. Вільні коливання.

5. Затухаючі коливання.

6. Змушенні коливання. Резонанс.

7. Додавання коливань, биття, фігури Лі сажу.

8. Струм через активний опір, ємність, індуктивність.

9. Векторні діаграми спадів напруг.

10. Вільні електричні коливання.

11. Затухаючі електричні коливання.

12. Змушенні коливання, резонанс.

13. Резонанс напруги, резонанс струмів.

14. Магнітне поле.

15. Магнітний момент контуру зі стумом.

16. Вектор магнітної індукції та напруженості магнітного поля.

17. Закон Біо-Савара-Лапласа.

18. Магнітна індукція нескінченно довгого провідника зі струмом, кругового провідника зі струмом.

19. Закон Ампера.

20. Сила Лоренца.

21. Ефект Хола.

22. Циркуляція вектора напруженості магнітного поля.

23. Магнітна індукція соленоїда та тороїда.

24. Потік вектора магнітної індукції.

25. Робота по переміщенню провідника зі струмом у магнітному полі.

26. Електрорушійна сила електромагнітної індукції.

27. Самоіндукція та взаємоіндукція.

28. Індуктивність та взаємо індуктивність.

29. Індуктивність соленоїда.

30. Коефіцієнт взаємо індуктивності двопровідної лінії.

31. Енергія магнітного поля.

32. Об’ємна густина енергії магнітного поля.

33. Рівняння Максвела в інтегральному та диференціальному вигляді.

34. Шкала електромагнітних хвиль.

35. Швидкість розповсюдження електромагнітної хвилі у середовищі та вакуумі.

36. Корпускулярно-хвильова природа світла. Фотон.

37. Закони геометричної оптики.

38. Принципи Гюйгенса-Френеля.

39. Когерентність.

40. Інтерференція.

41. Світловий вектор.

42. Вектор Умова-Пойтінга.

43. Смуги рівної товщини та нахилу.

44. Кільця Ньютона.

45. Дифракція на круглому отворі, одиничній щілині, дифракційній решітці, на просторовій дифракційній решітці.

46. Поляризація світла. Поляризоване світло.

47. Поляризація при відбитті та заломленні (закон Брюста).

48. Подвійне природне променезаломлення.

49. Явище дихроїзму (переважного поглинання електромагнітних хвиль, що коливаються у певних напрямках; і світло, проходячи через певну речовину стає поляризованим).

50. Закон Малюса.

51. Штучне подвійне променезаломлення (ефект фото потужності та Кера).

52. Обертання площини поляризації. Природне та штучне.

53. Інтерференція поляризованого світла.

54. Дисперсія світла.

55. Перетворення координат Лоренца.

56. Взаємодія електромагнітних хвиль з речовиною (поглинання та розсіяння світла).

57. Досліди Фізо та Мекельсона.