41.Світловий вектор.

В світлових хвилях вектори напруженості електричного поля  і магнітного поля  взаємно перпендикулярні і коливаються перпендикулярно до напрямку поширення вектора швидкості . Тому для повного опису стану поляризації світлового пучка необхідно знати поведінку лише одного з векторів. Таким вектором є світловий вектор – вектор напруженості  електричного поля. При дії світла на речовину дія електричної складової напруженості поля  перевищує дію магнітної складової  наближено в 100 разів. Світлове випромінювання є сумарним електромагнітним випромінюванням величезної кількості атомів. Атоми випромінюють світлові хвилі незалежно один від одного, тому світлова хвиля, яка випромінюється тілом, характеризується різними напрямками коливання світлового вектора  (рис.1). В даному випадку рівномірний розподіл в просторі векторів  пояснюється великою кількістю атомарних випромінювачів, а рівність амплітуд  – однаковою середньою інтенсивністю випромінювання кожного з атомів. Рис. 1 Розглянемо дві взаємно перпендикулярні монохроматичні хвилі, які поширюються вздовж додатного напрямку осі ОХ,

де  - циклічна частота, – хвильове число, Е₁, Е₂ ^– амплітуди  і , – спільна різниця фаз коливань  і ^.

Щоб знайти траєкторію результуючого коливання світлового вектора при додаванні двох взаємно перпендикулярних коливань, визначимо  з рівняння для :
=, (2) тоді
 (3)
Оскільки

то Піднесемо до квадрату рівняння (4), одержимо:
 (4)
Отримане співвідношення (4) є рівнянням еліпса, довільно орієнтованого відносно осей ОУ і OZ. Отже, кінець вектора  в кожній точці поля описує еліпс, який лежить у площині, перпендикулярній до осі ОХ. Така хвиля називається еліптично поляризованою.

42.Вектор Умова-Пойтінга.

Вектор Умова-Пойтінга – вектор щільності потоку енергії електромагнітного поля.

, де Е і Н – вектора напруженості електричного та магнітних полів

Модуль вектора Умлва-Пойтінга чисельно дорівнює енергії, що переноситься хвилею за 1 с через одиничну площу поверхні, перпендикулярну до напряму розповсюдження хвилі. Одиниця виміру щільності потоку енергії:

Для плоскої електромагнітної хвилі в будь-який момент часу

43.Смуги рівної товщини та нахилу.

Смуги рівного нахилу спостерігаються в тих випадках, коли на тонку плоскопаралельну пластинку падає під різними кутами пучок світла, що розбігається чи збігається. Умови інтерференції є однакові для всіх променів, що падають на поверхню пластинки й відбиваються від неї під одним і тим самим кутом.

Смуги рівної товщини спостерігаються при відбиванні паралельного пучка світлових променів від тонкої прозорої пластинки, товщина якої неоднакова в різних місцях. Умови максимуму інтерференції є однакові в точках, що відповідають однаковим значенням товщини.

 Смуги однакового нахилу (інтерференція від плоско паралельної плівки або пластини) виникають при освітленні плівки розбіжним пучком променів або сферичною хвилею при умові, що n, d, λ – сталі. Кожна смуга відповідає променям, які падають на плівку під певним кутом. Смуги однакового нахилу локалізовані у нескінченності, оскільки вони утворюються паралельними інтерференційними променями, які перетинаються лише на нескінченності. Це явище використовується на практиці для дуже точного контролю ступеня плоско паралельності тонких прозорих пластинок (наприклад, скляних). Зміну товщини пластинки на величину порядку 10-8 м вже можна виявити за зміною форми кілець однакового нахилу. Кожному куту ί відповідає своя смуга ( рис.6).

Смуги однакової товщини ( інтерференція від клина – плівки, товщина якої неоднакова в різних місцях).Найпростіша плівка такого типу має форму плоского клина з малим кутом α між бічними гранями. В цьому випадку λ, n, ι - сталі, d – змінна. У відбитому світлі спостерігаються смуги, які утворюються при відбиванні променів від частин клина з однаковою товщиною. Смуги однакової товщини локалізовані по поверхні клина, тому, щоб їх спостерігати, треба акомодувати око на верхню поверхню клина (рис.7). Для клина паралельні промені, якими освітлюють клин, після відбиття від його верхньої та нижньої поверхонь, не будуть паралельними.

 

При освітленні плоско паралельної пластини білим світлом умова максимуму

2d (n2 – sin2i)1/2 – λ/2 = 2m(λ/2) (17)

виконується лише для однієї визначеної довжини хвилі, тому вся поверхня пластини зафарбується тим самим кольором. По кольорах тонких пластинок і плівок за формулою (17) можна обчислити їх товщину. Так, кольори мінливості на поверхні деталей дозволяють визначити товщину шару оксидів.