Свойства электромагнитных волн
1.Электромагнитные волны поперечны.
2.Колебания векторов напряженности электрического и магнитного поля происходят в одной фазе .
3.Амплитуды колебаний напряженности электрического и
магнитного поля связаны соотношением:
0 Em 
0 Hm
4. Фазовая скорость электромагнитной волны равна |
||||||||||||
|
v |
|
|
1 |
|
|
|
c |
|
, |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
0 0 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где c |
1 |
|
|
|
- фазовая скорость в вакууме. |
|||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
0 0 |
|
||||||||||
|
|
|
||||||||||
c299792458 м/с.
5.Энергия, переносимая электромагнитной волной через единицу поверхности за единицу времени (плотность потока энергии) равна:
S EH - вектор Пойнтинга.
E y Em cos t kr Hz Hm cos t kr
Шкала электромагнитных волн
Кривая относительной спектральной чувствительности глаза
V |
( ) |
|
|
|
|
|
0 |
, 8 |
|
|
|
|
|
0 |
, 6 |
|
|
|
|
|
0 |
, 4 |
|
|
|
|
|
0 |
, 2 |
|
|
|
|
|
|
0 4 |
0 0 |
5 0 0 |
6 0 0 |
7 0 0 |
, н м |
V( ) = 1 при =555 нм. |
|
|||||
Монохроматичность электромагнитных волн
Монохроматической называется электромагнитная волна, имеющая определенную частоту, и амплитуда которой не зависит от времени.
|
|
E y Em cos t kr |
- начальная фаза |
|
Em |
|
Монохроматическая волна |
|
|
|
|
|||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
0
Em 
Квазимонохроматическая волна
|
|
|
|
|
|
|
<< 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
- степень монохроматичности.
Когерентность электромагнитных волн
Когерентность - это согласованность колебательных процессов во времени.
Когерентными называются источники, разность фаз излучения которых не зависит от времени.
1. Временная когерентность - согласованность колебаний в |
Цуг волн |
|||||||
|
|
|||||||
данной точке пространства с течением времени. |
|
|
|
|||||
Время когерентности ког- время, за которое случайное |
|
|
||||||
|
|
|||||||
|
|
|||||||
изменение фазы достигает . |
|
|
|
|||||
Для монохроматического излучения ког=10-8 |
с. |
|
|
|||||
Для квазимонохроматического излучения |
|
|
|
|||||
ког |
2 |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
2. Пространственная когерентность - согласованность колебаний в разных точках пространства.
Длина когерентности lког c ког .
Пример 1. Определить степень монохроматичности белого света.
|
340 нм; |
ср 570 нм |
|
|
|
|
|
|
|||||
3,45 1014c-1; |
ср 5,33 1014c-1; |
|
|
||||||||||
|
ср |
|
ср |
5 |
,33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
,45 1,55 |
|
Светофильтр |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
340 нм; |
|
|
20 нм; |
ср 600 нм |
||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср |
|
ср |
|
5 |
|
|
30 |
|
|
|
5,0875 4 |
,918 |
|||||
|
|
|
||||||
Пример 2. Определить время и длину когерентности естественного света.
ког 1 3,4511014 2,9 10 15с
lког с ког 3 108 2,9 10 15 8,7 10 7 м
Пример 3. Определить время и длину когерентности излучения гелий-неонового лазера.
ког 10 3 с
lког с ког 3 108 1 10 3 3 105 м
Самостоятельная работа с лекционным материалом
1.Электромагнитной волной называется (продолжить)
2.Нарисуйте график плоской электромагнитной волны
3.Напишите уравнение плоской электромагнитной волны, выделите в нем амплитуду и фазу.
4.Волновое число k =
5.Монохроматической называется электромагнитная волна (продолжить)……
6.Когерентность – это…….
7.Когерентными называются источники, ………