Оптика

ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

Свет имеет двойственную природу – волновую и корпускулярную.

Изменяющееся магнитное поле порождает электрическое поле, которое порождает изменяющееся магнитное поле,

Электромагнитная волна представляет собой распространяющиеся в пространстве колебания электрического и магнитного

напряженность электрического поля

напряженность магнитного поля

На вещество гораздо большее влияние оказывает электрическое

Уравнение и график электромагнитной волны

амплитуды волны

циклическая частота колебаний

частота колебаний

волновой вектор

фазовая скорость волны

волновое число

Длина волны равна расстоянию, которое проходит волна за период колебаний.

Разность фаз колебаний точек, находящихся на расстоянии λ друг от друга

Свойства электромагнитной волны

Поперечны.
Векторы лежат в плоскости, перпендикулярной скорости волны .

плоскость

2. В вакууме ЭМ волны распро-страняются со скоростью света

В средах ЭМ волны распространяются с меньшей скоростью

n характеризует
оптическую плотность среды.

Для прозрачных сред обычно , тогда .

Длина волны в среде тоже в n раз меньше, чем в

Энергия ЭМ волн

Плотность энергии электрического поля:

Плотность энергии магнитного поля:

Они равны друг

Плотность энергии ЭМ поля:

Плотность потока энергии - это энергия, переносимая

Для ЭМ волны плотность потока энергии выражается вектором Пойтинга :

Плотность потока энергии волны изменяется со временем:

Среднее по времени значение S

Интенсивность волны пропорцио-нальна квадрату амплитуды:

Излучение ЭМ волн

Простейший излучатель ЭМ волн – это электрический диполь.

электрический дипольный

Шкала электромагнитных волн

От 1 до 400 нм

400 – 700 нм

Четких границ между диапазонами нет.

Видимый свет занимает узкую область:

Законы геометрической оптики

Световым лучом называют направле-ние вдоль которого распространяется энергия световой

Если среда неоднородна, т.е. ее показатель преломления n изменяется от точки

1

2

ds

На прохождение участка dS свет тратит время dτ.

Полное время:

Величину называют оптическим путем света.

Если n=const., то , и оптический путь

3. Законы отражения и преломления

на границе раздела двух сред проис-ходит

Закон Снеллиуса: отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно

Чем больше n, тем сильнее свет жмется к нормали, опущенной на

Полное внутреннее отражение может наблюдаться при переходе света из среды с

Закон полного внутреннего отражения: