Когерентные источники света.

Некоторые свойства электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн.

Колебания, возникающие под действием сил внутри самой системы называют собственными колебаниями.

Уравнение плоской электромагнитной волны:

A - амплитуда колебания;

φ₀ - начальная фаза;

ω₀ – собственная частота колебания

k – волновое число.

Свойства электромагнитных волн:

1) В плоской электромагнитной волне колебания H и E Происходят во взаимно перпендикулярных направлениях и перпендикулярны скорости распространения электромагнитной волны:

2) Скорость распространения всех электромагнитных волн:

где c – скорость распространения электромагнитной волны, ε – электрическая проницаемость среды, n – показатель преломления.

 

3) Вектора E и H колеблются в одной фазе (т.е. max и min совпадают по времени).

4) Наблюдается явление дисперсии:

- частота; n – показатель преломления.

Распространение волн зависит от частоты.

 

5) Монохроматическая синусоидальная плоская волна (волна распределяется вдоль оси X):

6) Плоско поляризованная волна – волна, у которой колебания E происходят в одной плоскости.

Шкала электромагнитных волн:

Наименование	Длина, м	Частота, Гц
Сверхдлинные	106-104	3*102- 3*104
Длинные (радиоволны)	104-103	3*104- 3*105
Средние(радиоволны)	103 -102	3*105- 3*106
Короткие(радиоволны)	102-101	3*106- 3*107
Ультракороткие	101-10-1	3*107- 3*109
Телевидение (СВЧ)	10-1-10-2	3*109- 3*1010
Радиолокация (СВЧ)	10-2-10-3	3*1010- 3*1011
Инфракрасное излучение	10-3-10-6	3*1011- 3*1014
Видимый свет	10-6-10-7	3*1014- 3*1015
Ультрафиолетовое излучение	10-7-10-9	3*1015- 3*1017
Рентгеновское излучение(мягкое)	10-9-10-12	3*1017- 3*1020
Гамма-излучение (жесткое)	10-12-10-14	3*1020- 3*1022
Космические лучи	≤10-14	≤3*1022

 

 

Вектор Пойнтинга.

Вектор Пойнтинга (также вектор Умова-Пойнтинга) — вектор плотности потока энергии электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга S можно определить через векторное произведение двух векторов:

ОБОЗНАЧАЙ ЧЕРЕЗ P

(в системе СГС),

 

(в системе СИ),

– среднее значение

где E и H — вектора напряжённости электрического и магнитного полей соответственно.

(в комплексной форме),

 

где E и H — вектора комплексной амплитуды электрического и магнитного полей соответственно.

Этот вектор по модулю равен количеству энергии, переносимой через единичную площадь, нормальную к S, в единицу времени. Своим направлением вектор определяет направление переноса энергии волны.

Поскольку тангенциальные к границе раздела двух сред компоненты E и H непрерывны, то вектор S непрерывен на границе двух сред.

Плотность количества движения (импульса) электромагнитного поля определяется вектором . В этом соотношении проявляется материальность электромагнитного поля.

 

Когерентные источники света.

Для образования устойчивой интерференционной картины необходимо, чтобы источники волн имели одинаковую частоту и разность фаз их колебания была постоянной. Источники, удовлетворяющие этому условию, называются когерентными.

Согласованность волн, которая заключается в том, что разность фаз остается неизменной с течением времени для любой точки пространства называется временной когерентностью.

Согласованность волн, которая заключается в том, что разность фаз остается постоянной в разных точках волновой поверхности, называется пространственной когерентностью.

Реальные источники практически не могут быть когерентными.