Операция присваивания Атрибуты фигурного текста Геометрическая оптика Фотоэлектрический эффект Ядерные реакции Волновые свойства Квантовая механика Электромагнитное поле Задачник по ядерной физике Квантовая физика Электростатика Математика MATLAB Компьютерная математика Maple Лекции по математике учебник Outlook На главную Комплексные числа

Курс лекций - Физика раздел оптика

Распространение (плоской) волны.

Некоторые “тонкости”

 

по фронту    = const             излучение при                  = 0

Мне бы хотелось еще раз подчеркнуть, что колебания в некоторой области пространства вызывает колебания в соседних областях, они в свою очередь вновь вызывают колебания и так происходит распространение волны. Рассмотрим на примере плоской волны этот вопрос несколько подробнее.

На рисунке показана плоскость, параллельная фронту волны, распространяющейся направо. Колебания в этой плоскости происходят с постоянной (по осям координат) фазой, и мы выяснили, что в такой ситуации излучение происходит по направлению  = 0. Но таких направлений два - налево и направо. И представляется довольно естественным вопрос: почему волна распространяется только в одном направлении? Почему колебания электрического поля плоской волны в некоторой плоскости, параллельной фронту, вызывает распространение колебаний лишь в одном направлении, в направлении распространении волны? Попробуем ответить на этот вопрос.

4            1   2     3     x         X

Рассмотрим некоторую протяженную узкую область, например, в виде цилиндра, ось которой перпендикулярна фронту плоской волны . Выберем в этой области две произвольные точки на расстоянии x. В этих точках, как и в любой другой точке внутри выделенной области, происходят колебания вида . При этом разность фаз колебаний 2-1 = -kx - мы уже говорили, что для разных точек вдоль оси 0X величина -kx имеет смысл начальной фазы.

Эти точки (области малого объема) являются (не “могут считаться”, а именно “являются”!) источниками волн, распространяющихся во времени колебаний. И эти колебания в точке 3 происходят в фазе, складываются. Действительно, колебания в точке 1 опережают колебания в точке 2 на kx, но из этой точки колебания до точки 3 распространяются дольше на . Поэтому разность фаз колебаний волн, приходящих в точку 3 из точек 1 и 2

 

.

 

Естественно, из точек 1 и 2 колебания распространяются и назад, к точке 4. Но теперь дольше распространяются колебания от точки 2. Поэтому

 

 

и всегда найдутся такие две точки, что будет выполняться равенство 2kx = , - колебания будут гасить друг друга.

Этим и объясняется, то обстоятельство, что если в некоторой области распространяется плоская волна, то в противоположном направлении распространения колебаний возникать не будет.

Скрещенные поляризаторы

Эксперименты с одноосными кристаллами обычно проводятся с использованием скрещенных поляризаторов. При этом оси поляризаторов обычно направляются под углом 450 к вертикали. Соответственно, и направление плоскости поляризации составляет 450 к вертикали. Примеры выполнения курсовой работы Электротехника

Амплитуды колебаний x- и y-составляющих электрического поля одинаковы при таких условиях. Естественно, свет через такую систему не проходит. Проводник в электрическом поле Заряды в проводнике способны перемещаться по его объему под действием сколь угодно малой силы (свободные заряды).

Иное дело, если между скрещенными поляризаторами помещается кристалл, оптическую ось которого обычно направляют вертикально.