Дисперсия
Дисперсия
возникает при наличии зависимости
скорости распространения волны в среде
от частоты этой волны, т.е. если волновое
число
.
В этом случае групповая скорость V
света в среде связана с фазовой скоростью
v света в среде формулой Рэлея
при
дисперсия
отсутствует.при
V
< v
и показатель преломления среды с ростом
частоты уменьшается, поскольку частная
производная от фазовой скорости и
частная производная от показателя
преломления по длине волны связаны
соотношением
Эту зависимость называют нормальной дисперсией. Она проявляется при прохождении света через стёкла и другие прозрачные среды. В этом случае максимумы волн волнового пакета движутся быстрее огибающей. В результате в хвостовой части пакета за счёт сложения волн возникают новые максимумы, которые передвигаются вперёд и пропадают в его головной части.
при
V
> v.
Показатель преломления возрастает.
Эта зависимость характеризует аномальную
дисперсию, проявляющуюся в областях
спектра, где наблюдается интенсивное
поглощение. В этом случае максимумы
волн появляются в головной части пакета,
перемещаются назад и исчезают в его
хвосте. При аномальной дисперсии «если
показатель преломления сильно изменяется
с частотой (
достаточно
велико), то может оказаться, что групповая
скорость V,
формально вычисленная по существующей
формуле Рэлея, будет больше скорости
света в вакууме, что противоречит
специальной теории относительности»
[32].
Данная особенность проявляется при
прохождении ультракоротких радиоволн
через ионосферу [33].
Во всех случаях ненулевой дисперсии волновой пакет со временем расплывается[31]. Ещё одной особенностью волнового пакета является то, что он, как и волны, его образующие, обладает принципом суперпозиции при прохождении через другие волновые пакеты, а также в однородной среде движется прямолинейно. Он не может ускоряться, замедляться или отклоняться от прямолинейности своего распространения другими волновыми пакетами, электрическими и магнитными полями, – что не отвечает требованиям представления частицы в виде волны.
Поляризация
Поперечная волна характеризуется нарушением симметрии распределения возмущений относительно направления её распространения (например, напряжённость электрического и магнитного полей в электромагнитных волнах).
На этом свойстве основана экспериментальная проверка поперечности световых и ЭМ волн как оптическими[34], так и радиофизическими способами [31]. В оптике это осуществляется путём последовательного пропускания луча через два поляризатора. При их скрещенном положении на выходе свет исчезает. Впервые получил обычный и необычный поляризованный свет Эразм Бартолинус в 1669 году. В радиофизике опыт проводится в УКВ-диапазоне с помощью волноводов. При скрещенных волноводах сигнал в приёмнике исчезает. Впервые этот опыт провёл П.Н. Лебедев в начале ХХ века.
В продольной волне данное нарушение симметрии не возникает, т.к. распространение возмущения всегда совпадает с направлением распространения волны.