Световой вектор. Уравнение плоской световой волны

Электромагнитную волну описывают колебаниями двух векторных величин: векторов напряженности электрического и магнитного полей ( и ). Экспериментально установлено, что фотоэлектрическое, фотохимическое, физиологическое действие света* обусловлено электрическим полем световой волны. Поэтому световым вектором называют вектор напряженности электрического поля .

Обозначим модуль амплитуды светового вектора символом A ().

Уравнение плоской монохроматической световой волны может быть представлено в виде:

(1)

или

(2)

Здесь x – значение величины светового вектора, A – его амплитуда;

S – расстояние, проходимое световой волной от источника;

υ – фазовая скорость волны;

k – волновое число (или модуль волнового вектора), связанное с длиной волны соотношением:

(3)

Фазовая скорость распространения световой волны в среде равна

(4)

Здесь - скорость света в вакууме.

Обозначим , тогда .

Величина называется абсолютным показателем преломления среды, она показывает, во сколько раз скорость света в среде меньше, чем в вакууме.

Так как в большинстве случаев относительная магнитная проницаемость вещества близка к единице (), то . Это означает, что оптические свойства вещества обусловлены его электрическими свойствами.

Время, за которое световая волна проходит путь S в среде, зависит от её показателя преломления , оно равно:

(5)

Произведение абсолютного показателя преломления на геометрический путь () называют оптическим путём.

Подставим выражение (5) в формулу (1), получим:

(6)