11.Плотность энергии электромагнитной волны. Вектор Пойнтинга.

12.Интенсивность электромагнитной волны.

Скалярная величина I, равная модулю среднего значения вектора Умова-Пойнтинга, называется интенсивностью волны: I=|S| (S-вектор)

Интенсивность волны численно равна энергии, переносимой волной за единицу времени сквозь единицу площади поверхности, нормальной к направлению распространения волны. Интенсивность волны пропорциональны квадрату ее амплитуды.

13.Световые лучи. Оптическая длина пути. Принцип Ферма. Закон отражения и преломления волны. Полное внутреннее отражение.

Оптика изучает природу света, световые явления, взаимодействие света с веществами. Свет: -мкм (длина волны). Оптическое излучение - электр. волны. Оптика: геометрическая (лучевая), волновая (физическая) и квантовая.

Световые лучи - линии, перпендикулярные волновым поверхностям, вдоль которых распространяется свет. В однородной среде - прямая, при прохождении света, в неоднородной среде – искривленная (справедливо, пока λ << α).

Оптическая длина пути. В различных средах свет распространяется с разной скоростью. P=C/n (с - скорость распространения света в вакууме) n₁>n₂=>"1"=> оптически более плотная среда. n-показатель преломления среды. В однородной среде свет распространяется прямолинейно.

dt=dS/v -> t=; S_опт=(если среда однородна) => S_опт= nS, где S – расстояние, пройденное светом в среде с показ. преломл.

Принцип Ферма (основа геометрической оптики (λ<<α)). Свет распространяется таким образом, чтобы его оптическая длина была минимальна (т.е. минимальное время распространение)

Законы отражения и преломления волны.

(график 1)Закон отражения: отраженный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и перпендикуляром, проведенным к границе раздела 2ух сред, а угол отражения равен углу падения. Q₁=Q₂

Закон преломление. (график 2) Луч падающий, луч преломляющийся и перпендикуляр лежат в одной плоскости и отношение sin угла падающего к sin угла преломления = const для данных сред.

sin θ₁/sin r=n₂/n₁ или sin θ₁n₁=sin rn₂

Полное внутреннее отражение. (график 3) Если свет распространяется из среды с большим n₂ (оптически более плотная) в среду с меньшим n₁ (n2>n1) (например из стекла в воздух), то угол преломления больше угла падения Q₁<Q₂ . Увеличивая угол падения при предельном угле θ_пред угол преломления окажется равным 90°, т.е. π/2 . При угле падения θ₁>θ_пред- свет полностью отражается, а при θ_пред -> полное внутренне отражение света.

n₁sinθ₁=n₂sin90°=n₂=>sinθ_пред=n₂/n₁ - угол полного внутреннего отражения света.

14.Интерференция плоских монохроматических волн. Расстояние между интерференционными полосами.

Когерентность – согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных и волновых процессов (w₁=w₂; φ₁-φ₂=const)

Волновая оптика: λα. Свет - электромагнитная волна E=E₁+E₂; E=

Когерентный источник волн:

Интерференция света: явление наложения когерентных волн, в результате которого происходит перераспределение энергии (усиление колебаний в одних точках и ослабление в других).

E= => I=I₁+I₂ при сложении колебаний от некогерентных источников интенсивоность складывается в каждой точке пространства. Если источник когерентен => зависит от α.

Пусть Е₁=Е₂:

1)α=0 (360°,720°…) E===2,т.е. E=2E₁ => I=4I₁ (IE²)

2) α=180° (540°) => E== 0 => I=0 Макс и мин интерференция проявляется отчетливее, когда I₁=I₂. Естественные источники света не когерентны. Можно получить, если разделить волну на 2 части (т.е. заставить 2 волны пройти разные оптические пути, а затем наложить). Расстояние между двумя соседними максимально-интенсивных расстояний между интерференциальными полосами, расстояние между минимальными - ширина интерференционной полосы. Расстояние между полосами растет с уменьшением расстояния между источниками. Монохроматические волны - когерентны.