Колебания. Волны. Волновая оптика

Конспект по начертательной
геометрии
Начертательная геометрия
Практикум решения задач
Геометрические основы
Инженерная графика
ЕСКД
Каталог графических примеров
Архитектура ЭВМ
Информатика и
информационные технологии
Конспект лекций по ядерной физике
ТОЭ
Физические законы механики
Волны оптика
Электротехника
Общая электротехника
Решение задач по
электротехнике
Язык программирования
MATLAB
Расчет электрических цепей
Моделирование цепей
переменного тока
Дифференциальные уравнения
Вычислительныe системы
Вычислительные комплексы
Электротехнические материалы
Теория конструктивных
материалов
Учебник PHP
Турбо Паскаль
Встроенный ассемблер
Turbo Vision
Java
Примеры программирования
на Java
Примеры скриптов
История искусства 18-19 век

КОЛЕБАНИЯ

Физика колебаний

Понятие о колебательных процессах Колебаниями называются движения или процессы, обладающие той или иной повторяемостью во времени.

Гармонические колебания

Фаза колебаний

Амплитуда колебаний

Круговая, или циклическая частота ω

График гармонических колебаний

Дифференциальное уравнение гармонических колебаний

Сложение колебаний Векторная диаграмма - это способ графического задания колебательного движения в виде вектора. Второе начало термодинамики Основы молекулярной физики и термодинамики

Затухающие колебания

Вынужденные колебания

Понятие о поверхностном натяжении жидкостей Молекулы жидкости, расположенные у ее границы, находятся в совершенно иных условиях, чем молекулы внутри жидкости. Молекула внутри жидкости находится под воздействием всех остальных молекул.

ВОЛНЫ

Волны в упругой среде

Основные определения Упругая волна - это процесс распространения колебаний в упругой среде. Характерное свойство волны - перенос энергии без переноса вещества.

Уравнение плоской волны

Волновое уравнение Применяя второй закон Ньютона к упругой среде, можно получить дифференциальное уравнение в частных производных, решением которого будет уравнение волны.

Энергия упругой волны Найдем полную механическую энергию для выделенного нами элемента упругой среды, в которой распространяются упругая продольная волна:

Стоячие волны

Электромагнитные волны

Система уравнений Максвелла для плоской электромагнитной волны Выпишем здесь еще раз систему уравнений Максвелла в дифференциальной форме вместе с материальными уравнениями

Пространственная структура электромагнитной волны

Плотность энергии электромагнитных волн

Излучение диполя

ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

Световые волны - это электромагнитная волна с длиной волны в вакууме

Современная точка зрения на природу света

Вероятностное истолкование электромагнитной волны - связь между волновыми и корпускулярными свойствами света

Показатель преломления

Дисперсия

Световой вектор

Интенсивность света

Испускание света атомами

Естественный свет

Геометрическая оптика позволяет во многих случаях достаточно хорошо рассчитать оптическую систему. Но в ряде случаев реальный расчет оптических систем требует учета волновой природы света, расчет в рамках геометрической оптики дает приближенный результат, иногда неверный даже на качественном уровне.

Законы геометрической оптики

Полное внутреннее отражение

Тонкие линзы

Интерференция света

Интерференция (от лат. Inter - взаимно, ferio - ударяю) - взаимное усиление или ослабление двух (или большего числа) волн при их наложении друг на друга при одновременном распространении в пространстве. Интерференция - это одно из основных свойств волн любой природы: упругих, электромагнитных, в том числе и световых.

Интерференция света

Интерференция от двух источников

Способы получения когерентных источников Томас Юнг наблюдал интерференцию от двух источников, прокалывая на малом расстоянии (d ≈ 1мм) два маленьких отверстия в непрозрачном экране. Отверстия освещались светом от солнца, прошедшим через малое отверстие в другом непрозрачном экране

Многолучевая интерференция

Дифракция света

Дифракция света Дифракция (от лат. difractus - преломленный) в первоначальном смысле - огибание волнами препятствий, в современном, более широком смысле - любые отклонения при распространении волн от законов геометрической оптики. Причина дифракции, как и интерференции, - суперпозиция волн, которая приводит к перераспределению интенсивности. Если число интерферирующих источников конечно, то говорят об интерференции волн. При непрерывном распределении источников говорят о дифракции волн.

Дифракция Френеля и Фраунгофера

Принцип Гюйгенса-Френеля

Математическая формулировка принципа Гюйгенса-Френеля.

Зоны Френеля

Дифракционная решетка

Поляризация света Свет, у которого направления колебаний вектора упорядочены каким-то образом, называется поляризованным. Световая волна - это электромагнитная волна, у которой вектор всегда перпендикулярен направлению распространения Естественный свет - это смесь огромного числа цугов, каждый цуг поляризован, но направления векторов этих цугов различное. Поэтому естественный свет не поляризован, у него отсутствует какое-либо упорядочение направлений колебаний вектора .

Плоско поляризованная электромагнитная волна

Принцип действия поляризатора электромагнитной волны

Поляроид

Закон Малюса

Частично поляризованный свет. Степень поляризации

Эллиптическая и круговая поляризация

Поляризация при отражении и преломлении

Формулы Френеля

Закон Брюстера

Двойное лучепреломление

Модель двояко преломляющего кристалла

Необыкновенный и обыкновенный лучи

.Взаимодействие света с веществом

При распространении света в веществе возникают следующие явления. Во-первых, изменяется скорость распространения, см., причем, скорость распространения зависит от длины световой волны. Это явление называется дисперсией. Во-вторых, часть энергии световой волны теряется. Это явление называется поглощением или абсорбцией света. Наконец, при распространении света в оптически неоднородной среде возникает рассеяние света на пространственных неоднородностях среды.

Дисперсия света

Групповая скорость

.Связь групповой скорости u с фазовой скоростью v

Поглощение света

Закон Бугера

Зависимость коэффициента поглощения от частоты

Рассеяние света

Геометрическое рассеяние

Рассеивание на малых частицах . Закон Релея

Молекулярное рассеяние

Список литературы

Начертательная геометрия и инженерная графика, перспектива