117. Енергія світлової хвилі. Вектор Пойтінга.

Хвильова теорія Максвелла не змогла, однак, пояснити всіх властивостей світла. Відповідно до цієї теорії енергія світлової хвилі повинна залежати тільки від її інтенсивності, але не від частоти. Насправді ж результати деяких експериментів показали протилежне: передана від світла атомам енергія залежить тільки від частоти світла, а не від інтенсивності. Випромінювання і поглинання світла відбувається квантами: фотонами, енергія яких залежить від частоти:

,

де E — енергія кванта, — частота, h — стала Планка.

Вектор Пойнтинга - векторна фізична величина, що має сенс щільності потоку енергії електромагнітного поля. Теорема Пойнтінга, що виражає собою закон збереження енергії в електродинаміці.Вектор Пойнтінга (також вектор Умова - Пойнтінга) - вектор щільності потоку енергії електромагнітного поля, одна з компонент тензора енергії-імпульсу електромагнітного поля. Вектор Пойнтінга S можна визначити через векторний твір двох векторів.Теорема Пойнтінга — теорема, що описує закон збереження енергії електромагнітного поля. Теорема була доведена у 1884 році Джоном Генрі Пойнтінгом. Все зводиться до наступної формули:

Де S — вектор Пойнтінга, J — густина струму і E — електричне поле. Густина енергії ( — електрична стала, — магнітна стала).

118.Принцип Ферма розповсюдження хвиль.Закони відбиття та заломлення світлових хвиль.

Принцим Ферма: світло поширюється від однієї точки до іншої таким шляхом,для проходження якого витрачається найменший час. П'єр Ферма опублікував принцип найменшого часу в 1657, стверджуючи «природа завжди обирає найкоротший шлях».

Виходячи з принципу Ферма можна вивести усі закони геометричної оптики, наприклад, закон заломлення.

При попаданні променів світла на границю поділу 2 середовищ відбуваються явища відбиття та заломлення світла.

Закон відбиття світла:

1.падаючий та відбитий промені,перпендикуляр до поверхні поділу в точці падіння лежать в одній площині;

2. кут падіння=куту відбивання.

Закони заломлення світла(закони Снеліуса(Снеля):

1.заломлений промінь лежить у тій самій площині,що і падаючий та перпендикулярно до поверхні поділу в точці падіння;

2.відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є величина стала для цих речовин1 та 2:

120.Фотометрія.Сила світла,освітленість,світимість – визначення та одиниці виміру.

Фотометрія, розділ прикладної фізики, що займається вимірами світла(отометрія – це розділ оптики, який займається вимірюванням світлового потоку, вивченням характеристик джерел світла і освітленості предметів.)З точки зору фотометрії, світло - це випромінювання, здатне викликати відчуття яскравості при впливі на людське око.

С́и́ла світла – фізична величина, яка чисельно дорівнює світловому потоку, що випромінюється точковим джерелом світла через одиничний тілесний потік. Якщо через тілесний кут dΩ випромінюється світловий потік dФ, то сила світла в даному напрямі: I= dФ /dΩ . Одиниця вимірювання СІ: кандела (кд). Якщо сила світла не залежить від напрямку поширення, тобто джерело випромінює світло у всі напрямки, сила світла обчислюється за формулою:

де Ф - повний світловий потік джерела.

Освíтленість — це фізична величина, яка чисельно дорівнює світловому потоку, що падає на одиницю площі поверхні: Е= dФ/dσ. Одиницею вимірювання освітленості є люкс. На відміну від освітленості, вираз кількості світла, відображеного поверхнею, називається яскравістю. Освітленість прямо пропорційна силі світла джерела світла. При віддаленні його від освітлюваної поверхні її освітленість зменшується обернено пропорційно до квадрата відстані. Коли проміння світла падає похило до освітлюваної поверхні, освітленість збільшується пропорційно косинусу кута падіння проміння. Освітленість з находять за формулою:

Де — сила світла в канделах;

— відстань до джерела світла;

— кут падіння проміння світла.

Світимість – фізична величина, яка чисельно дорівнює повному світловому потоку, що випромінюється одиницею площі його поверхні в один бік, тобто у середину тілесного кута 2π: S= dФ /dφ. Одна з світлових величин . Одиниця С. в системі СІ — люмен на квадратний метр ( лм/м² ). Сила світла, світимість і яскравість характеризує джерело світла.