Принцип Гюйгенса
Каждая точка, до которой доходит волна, становится центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени.
n1 B
n2
D
А |
|
|
AB – фронт падающей волны |
||
|
|
СD – фронт преломленной волны |
|||
|
α |
|
|||
|
|
AC v1Vt |
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
BD v2 Vt |
sin |
v1 |
|
|
|
|
|||
|
|
β |
sin AC / BC |
sin |
v2 |
|
|
sin BD / BC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin |
n |
n v2 |
|
|
12 |
v1 |
|
sin |
12 |
|
|
|
|
||
Если первое вещество вакуум, то абсолютный показатель преломления равен отношению скорости света в вакууме к скорости света в среде:
n c / v
Принцип Ферма (1/2)
Свет распространяется по такому пути, для прохождения которого ему требуется минимальное время
|
|
dt ds / v |
|
скорость света в данной |
|||
ds |
2 |
|
|
точке среды |
|
|
|
|
|
v c / n |
|
|
|
|
|
|
|
dt nds / c |
|
1 |
2 nds |
L |
|
|
|
|
c |
||||
1 |
|
|
|
c |
1 |
||
L 2 nds - оптическая длина пути
1
Из принципа Ферма вытекают законы отражения и преломления света
Принцип Ферма (2/2)
A |
|
C |
A |
|
|||
|
|||
|
|||
|
|
|
|
|
α |
|
|
|
|
|
|
|
s1 |
α a1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n1 |
|
|
|
|
|
|
|
O |
E |
|
|
|
|
|
n2 |
O |
s2 |
a2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
||
закон отражения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
β |
B |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
L n s n s |
2 |
n |
a2 |
x2 |
n |
a2 |
(b x)2 |
|
|
|
|||||
|
1 |
1 |
|
2 |
1 |
1 |
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
dL |
n |
x |
n |
b x |
0 |
|
|
|
|
|
|
||||
dx |
|
1 s |
|
2 |
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
n1 sin n2 sin |
закон преломления |
|||
|
|
|
x |
|
sin b x |
|
|||||||||
sin |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
s |
|
|
|
|
s |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рефракция света
|
|
|
|
α |
|
|
α |
n1 |
|
|
|
|
ψ |
|
|
α1 |
|
|
|
ψ |
|
n2 |
θ |
|
|
|
|
|
|
α2 |
|
|
n3 |
α |
|
|
|
||
α3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n4 |
|
α - истинное направление |
|
(зенитное расстояние) |
θ=α-ψ - угол рефракции |
ψ - кажущиеся направление |
|
Рефракция света
Рефракция в атмосфере может приводить к своеобразным обманам зрения, таких как, сплюснутая форма дисков Солнца и Луны у горизонта, огромное солнце на закате, миражи.
Излучение Вавилова-
Черенкова
эффект Вавилова-Черенкова, заключается в том, что электрон, движущийся в некоторой среде со скоростью, превышающей скорость света в этой среде, порождает специфическое излучение
|
скорость распространение |
||
|
световой волны |
|
|
θ |
v |
|
|
u |
θ |
||
|
|||
|
u |
||
|
|
||
скорость электрона
cos uv ncv
12 лекция
Световая волна
Интерференция световых волн
Условия интерференционного максимума и минимума
Параметры интерференции
Ширина интерференционной полосы
Зеркала Френеля
Бипризма Френеля
Интерференция света при отражении от тонких пластинок
Кольца Ньютона
Световая волна
E r
B
E cos( t kx ) rm
Bm cos( t kx )
Уравнение световой волны
Acos( t kx )
амплитуда световой волны
частота видимых световых волн (0.75 0.40)g1015 Гц
Среднее по времени значение плотности светового потока, т. е. средний по времени световой поток через единицу поверхности площадки, перпендикулярной к направлению распространения волны, носит название
интенсивности
I ~ A2
|
Интерференция |
|
||||||
A |
световых волн |
|
|
|||||
1 |
cos( t kx |
|
) |
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A2 A2 |
A2 2A A cos( |
) |
|||
|
|
|
1 |
2 |
1 |
2 |
2 |
1 |
A2 cos( t kx2 |
2 ) |
( |
|
) k(x |
x ) – разность фаз |
|||
|
|
|
|
2 |
|
1 |
2 |
1 |
Если оба колебания не согласованы друг с другом, т.е. разность фаз хаотически изменяется со временем, то такие колебание называют некогерентными.
cos 0 |
A2 A2 |
A2 |
I ~ A2 |
I I |
I |
2 |
|
1 |
2 |
|
1 |
|
Если разность фаз возбуждаемых волнами колебаний постоянна во времени, то такие волны (колебания) называются когерентными.
Источники таких волн также называются когерентными
I I1 I2 2 |
I1I2 cos |
|
интерференционное слагаемое |
|
Условия максимума и |
||||||||||
минимума A1 cos (t s1 / v1) |
||||||||||
|
|
|
|
|
n1 |
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
P |
A2 cos (t s2 / v2 ) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
v |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
n1 |
|
|
|
|
|
|
n2 |
|
|
|
фазовая скорость |
|
|
|
|
|
|
|
v2 |
|
c |
||
|
|
|
|
|
|
|
n2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( s2 s1 ) |
(n s |
2 |
n s ) |
|
|
|
|
|||
v2 |
v1 |
c |
2 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||
разность фаз |
2 |
|
|
|
|
n2s 2 n1s1 L2 L1 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c / |
|
|
|
|
|
|
оптическая разность хода |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 m |
|
m |
|
условие интерференционного максимума |
||||||
(2 m ) |
(m 1/ 2) |
|
условие интерференционного минимума |
|||||||