Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
физика2.doc
Скачиваний:
44
Добавлен:
22.09.2019
Размер:
3.19 Mб
Скачать

17) Шкала электромагнитных волн. Применение электромагнитных волн.

В зависимости от частоты или длины волны, а также способа излучения различают несколько видов электромагнитных волн: радиоволны, оптическое излучение, рентгеновское излучение и гамма-излучение.

Радиоволнами называются электромагнитные волны, длина которых в вакууме больше 5*(10^-5) м. Они делятся на 9 поддиапазонов: сверхдлинные, длинные, средние, короткие, метровые, дециметровые, сантиметровые, миллиметровые, субмиллиметровые.

Оптическим излучением или светом называются электромагнитные волны, длины которых лежат в диапазоне от 10нм до 1 мм. К такому излучению относят инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое излучения.

Инфракрасное – в диапазоне от 1 мм до 770 нм.

Видимое – цвета радуги, от 770 нм до 380 нм, их может воспринимать наш глаз.

Ультрафиолетовое – от 380 до 10 нм.

Рентгеновским излучением или рентгеновскими лучами называется электромагнитное излучение, которое возникает при взаимодействии заряженных частиц и фотонов с атомами вещества и характеризуется длинами волн, лежащими в широком диапазоне с условными границами от 10 нм до 1пм.

Гамма-излучением или гамма-лучами называется электромагнитное излучение с длинами волн в вакууме менее 0,1 нм, которое испускается возбужденными атомными ядрами при радиоактивных превращениях и ядерных реакциях, а также возникает при распаде частиц.

С помощью электромагнитных волн осуществляются радиосвязь, радиовещание, космическая связь, мобильная связь, рентгеновское излучение используется в медицине, инфракрасное излучение используется в медицине, при дистанционном управлении предметами, при проверке денег на подлинность, ультрафиолетовое излучение применяется в химии, основным источником ультрафиолетового излучения является Солнце, гамма-излучение используется при стерилизации медицинских материалов и оборудования.

18)Когерентность и монохроматичность световых волн. Интерференция света от двух точечных когерентных источников. Условия наблюдения максимумов и минимумов при интерференции.

Раздел физики, занимающийся изучением природы света, закономерностей его испускания, распространения и взаимодействия с веществом, называется оптикой.

В Волновой оптике рассматриваются оптические явления, в которых проявляется волновая природа света (например, интерференция, дифракция, поляризация, дисперсия). Так как свет представляет собой электромагнитные волны, то в основе волновой оптики лежат уравнения Максвелла и вытекающие из них соотношения для электромагнитных волн. В классической волновой оптике рассматриваются среды, линейные по своим оптическим свойствам, т.е. такие, диэлектрическая и магнитная проницаемости которых не зависят от интенсивности света.

Явление интерференции света состоит в том, что при наложении световых волн не происходит суммирования их интенсивностей. Т.е. интенсивность просто перераспределяется в пространстве. Необходимым условием интерференции волн является их когерентность. Этому условию удовлетворяют монохроматические волны одинаковой частоты.

Монохроматическая волна – строго гармоническая волна с постоянной во времени частотой, амплитудой и начальной фазой. Можно сказать, что частный случай таких волн – Когерентные волны – волны с одинаковой частотой и постоянной разностью фаз.

Из повседневного опыта известно, что при наложении света от двух каких-то независимых источников, например, двух лампочек, никогда не удастся наблюдать явление интерференции. Увеличение числа горящих ламп в комнате приводит всегда к возрастанию освещенности во всех точках комнаты. Таким образом, волны, излучаемые независимыми источниками света, всегда некогерентны.

В начале 19 века Томас Юнг доказал свой эксперимент, который стал доказательством волновой теории света (что свет является волной).

Очевидно, что два независимых источника света не могут излучать когерентные волны и не могут быть источниками таких волн. Поэтому Юнг использовал для своего опыта явление дифракции (огибание волной препятствия) на двух щелях. Т.е. он брал один источник света и пропускал его через пластинку с двумя щелями. Эти щели и были своеобразными когерентными источниками. Томас Юнг смог также оценить по интерференционной картине длину световой волны.

В опыте Юнга две световые волны, испущенные когерентными источниками света, после прохождения разных оптических путей (разница между этими путями называется оптической разностью хода Δ) накладываются друг на друга, и в области перекрытия этих волн на экране наблюдается интерференционная картина. Если на оптической разности хода укладывается целое число длин волн Δ= +- kλ (k = 0,1,2..), то на экране будет наблюдаться максимум (светлая полоса). Если же на оптической разности хода укладывается нечетное число полуволн, то на экране будет минимум (темная полоса) Δ= +- (2k+1)λ/2.