Амплитудные и фазовые соотношения.

Векторы напряжённости колеблются в одной фазе – они одновременно обращаются в нуль и одновременно достигают максимальных значений.

Амплитуды этих векторов связаны соотношением:

Скорость распространения электромагнитных волн в средах.

v – фазовая скорость электромагнитной волны, c – скорость света в вакууме.

Для вакуума и для воздуха .

Энергия электромагнитной волны.

Электромагнитные волны переносят энергию. Количество энергии, переносимое волной через некоторую поверхность в единицу времени, называется потоком энергии через эту поверхность. Если через данную поверхность переносится за время dt энергия dW, то поток энергии Ф равен:

Плотность потока энергии – поток энергии через единичную площадку, помещённую в данной точке перпендикулярно к направлению, в котором переносится энергия.

Рассмотрим случай, когда электромагнитная волна распространяется в вакууме.

Плотность энергии электромагнитного поля слагается из плотности энергии электрического поля и плотности энергии магнитного поля:

Векторы напряжённости колеблются в одной фазе.

 

Вектор Пойнтинга.

Модуль плотности потока энергии электромагнитной волны S:

Вектор плотности потока энергии S электромагнитной волны называется вектором Пойтинга. Вектор Пойтинга можно представить как векторное произведение векторов :

Направление вектора совпадает с направлением распространения энергии в электромагнитной волне, по модулю равен количеству энергии, переносимой через единичную площадь, перпендикулярную к , в единицу времени.

 

Тема 4.

12.Интерференция света. Условия максимума и минимума при интерференции. Расчёт интерференционной картины от двух источников (опыт Юнга).

Свет – электромагнитная волна.

Световой вектор – вектор напряжённости электрического поля (E).

Действия света вызывается колебаниями светового вектора.

Изменение во времени и пространстве проекции светового вектора на направление, вдоль которого он колеблется, будет описываться уравнением:

Для прозрачных веществ

Плотность потока электромагнитной энергии определяется вектором Пойнтинга:

Пусть две волны одинаковой частоты (монохроматические волны), накладываясь друг на друга, возбуждают в некоторой точке пространства колебания одного направления:

Амплитуда результирующего колебания в данной точке:

Если разность фаз остается постоянной во времени, то волны называются когерентными.

В тех точках пространства, для которых

В тех точках пространства, для которых

При наложении двух или более когерентных световых волн происходит перераспределение светового потока в пространстве, в результате чего в одних местах возникают максимумы, а в других – минимумы интенсивности светового потока. Это явление называется интерференцией света.

Для некогерентных волн среднее значение

Когерентностью называется согласованное протекание нескольких колебательных или волновых процессов. Степень согласованности может быть различной.

Временной когерентностью называется когерентность колебаний, которые совершаются в одной точке пространства, но в разные моменты времени.

Для получения интерференционной картины необходимо, чтобы

Пространственной когерентностью называется когерентность колебаний, которые совершаются в один и тот же момент времени, но в разных точках плоскости, перпендикулярно направлению волны.