Волновая оптика. Световые волны — электромагнитные волны с частотой от 4,0×1014 до 8,0×1014 Гц

Световые волны — электромагнитные волны с частотой от 4,0×10¹⁴ до 8,0×10¹⁴ Гц. В вакууме длины световых волн лежат в интервале от 375 до 750 нм.

Когерентными называются волны, имеющие одинаковые частоты и постоянную разность фаз.

Интерференция света — явление наложения когерентных волн, при котором происходит их взаимное усиление в одних точках пространства и ослабление в других.

Разностью хода D r двух волн называется разность расстояний r ₁ и r₂, которые проходят волны от источников до точки наблюдения:

.

Оптическая разность хода D равна произведению геометрической разности хода волн D r на показатель преломления вещества n:

D = D r n.

Условия образования интерференционных максимумов и минимумов.

а) Условие интерференционного максимума.

Если оптическая разность хода равна целому числу длин волн, то волны усиливают друг друга:

, k = 0, 1, 2, ¼

б) Условие интерференционного минимума.

Если оптическая разность хода равна нечетному числу полудлин волн, то волны ослабляют друг друга:

, k = 0, 1, 2, ¼

Дифракция света — явление огибания световыми волнами препятствий, когда размеры препятствия сравнимы с длиной волны.

В этом случае законы геометрической оптики не выполняются.

Дифракционная решетка состоит из чередующихся прозрачных и непрозрачных полос. Сумма ширины прозрачной полосы и непрозрачной полосы называется постоянной решетки (периодом решетка) d (м).

d = l / N,

где N - количество штрихов (полос) на ширину l решетки.

Если на дифракционную решетку падает монохроматическое излучение (с одинаковой частотой) на экране будет наблюдаться дифракционная картина:

Рис. 24

Условие образования максимума для дифракционной решетки:

d ×sinj = k ×l,

где k - целое число (номер максимума); j - угловое направление на максимум.

Если на дифракционную решетку падает белый свет каждый из максимумов «распадается» на составляющие белый свет цвета:

Рис. 25

Дисперсия света — зависимость абсолютного показателя преломления вещества от частоты или длины волны падающего света.

Явление дисперсии наблюдается в опытах Ньютона: при пропускании света через призму белый свет разлагается на монохроматические цветные составляющие – красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, голубой, фиолетовый (цвета даны в порядке убывания длины волны).

Световая волна, как любая электромагнитная волна, является поперечной волной, в которой колеблются векторы напряженности электрического поля и индукции магнитного поля .

Поляризация света.

Электромагнитная световая волна называется плоскополяризованной, если направления колебаний векторов напряженности электрического поля и индукции магнитного поля лежат в определенных плоскостях.

Поляризация – явление выделения поляризованного света из неполяризованного или естественного света.