Μεγάλη εγκυκλοπαίδεια πετρελαίου και φυσικού αερίου. επιφάνεια κύματος. μέτωπο κύματος

αεροπλάνα κύματα

Το μέτωπο κύματος της απλούστερης μορφής είναι επίπεδο. Ένα επίπεδο κύμα διαδίδεται μόνο προς μία κατεύθυνση και είναι μια εξιδανίκευση που πραγματοποιείται μόνο κατά προσέγγιση στην πράξη. Ένα ηχητικό κύμα σε έναν σωλήνα μπορεί να θεωρηθεί περίπου επίπεδο, ακριβώς όπως ένα σφαιρικό κύμα σε μεγάλη απόσταση από την πηγή.

σφαιρικά κύματα

Οι απλοί τύποι κυμάτων περιλαμβάνουν ένα κύμα με σφαιρικό μέτωπο, που εκπέμπεται από ένα σημείο και διαδίδεται προς όλες τις κατευθύνσεις. Ένα τέτοιο κύμα μπορεί να διεγερθεί χρησιμοποιώντας μια μικρή παλλόμενη σφαίρα. Μια πηγή που διεγείρει ένα σφαιρικό κύμα ονομάζεται σημειακή πηγή. Η ένταση ενός τέτοιου κύματος μειώνεται καθώς διαδίδεται, καθώς η ενέργεια κατανέμεται σε μια σφαίρα ολοένα μεγαλύτερης ακτίνας.

Εάν μια σημειακή πηγή που παράγει ένα σφαιρικό κύμα εκπέμπει ισχύ 4pQ, τότε, αφού το εμβαδόν επιφάνειας μιας σφαίρας με ακτίνα rείναι ίσο με 4 πρ 2, η ένταση του ήχου σε ένα σφαιρικό κύμα είναι ίση με

Οπου r- απόσταση από την πηγή. Έτσι, η ένταση ενός σφαιρικού κύματος μειώνεται αντίστροφα με το τετράγωνο της απόστασης από την πηγή.

Η ένταση οποιουδήποτε ηχητικού κύματος μειώνεται καθώς διαδίδεται λόγω της ηχοαπορρόφησης. Αυτό το φαινόμενο θα συζητηθεί παρακάτω.

Αρχή Huygens

Η αρχή του Huygens ισχύει για τη διάδοση μετώπου κύματος. Για να το διευκρινίσουμε, ας εξετάσουμε το σχήμα του μετώπου κύματος που μας είναι γνωστό κάποια στιγμή. Μπορεί να βρεθεί μετά από λίγο. Dt, εάν κάθε σημείο του αρχικού μετώπου κύματος θεωρείται ως πηγή ενός στοιχειώδους σφαιρικού κύματος που διαδίδεται σε αυτό το διάστημα σε απόσταση vD t. Το περίβλημα όλων αυτών των στοιχειωδών σφαιρικών κυματομετώπων θα είναι το νέο μέτωπο κύματος. Η αρχή του Huygens καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό του σχήματος του μετώπου κύματος σε όλη τη διαδικασία διάδοσης. Υπονοεί επίσης ότι τα κύματα, τόσο επίπεδα όσο και σφαιρικά, διατηρούν τη γεωμετρία τους κατά τη διάδοση, υπό την προϋπόθεση ότι το μέσο είναι ομοιογενές.

Μέχρι στιγμής, έχουμε ασχοληθεί με τη γεωμετρική οπτική και μελετήσαμε τη διάδοση των ακτίνων φωτός. Ταυτόχρονα, θεωρήσαμε ότι η έννοια της ακτίνας είναι διαισθητικά σαφής και δεν της δώσαμε ορισμό. Βασικοί Νόμοι γεωμετρική οπτικήδιατυπώθηκαν από εμάς ως αξιώματα.
Περνάμε τώρα στην κυματική οπτική, στην οποία το φως θεωρείται ως Ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Στο πλαίσιο της κυματικής οπτικής, η έννοια της ακτίνας μπορεί ήδη να καθοριστεί αυστηρά. Το βασικό αξίωμα της κυματικής θεωρίας είναι η αρχή Huygens. οι νόμοι της γεωμετρικής οπτικής αποδεικνύονται οι συνέπειές της.

Επιφάνειες και ακτίνες κυμάτων.

Φανταστείτε μια μικρή λάμπα που αναβοσβήνει συχνά περιοδικά. Κάθε φλας δημιουργεί ένα αποκλίνον κύμα φωτός με τη μορφή μιας διαστελλόμενης σφαίρας (με κέντρο μια λάμπα). Ας σταματήσουμε τον χρόνο και ας δούμε στο διάστημα σταματημένες φωτεινές σφαίρες που σχηματίζονται από λάμψεις σε διάφορες προηγούμενες χρονικές στιγμές.

Αυτές οι σφαίρες είναι οι λεγόμενες επιφάνειες κυμάτων. Σημειώστε ότι οι ακτίνες που προέρχονται από τη λάμπα είναι κάθετες στις επιφάνειες των κυμάτων.

Για να δώσουμε έναν αυστηρό ορισμό της επιφάνειας κύματος, ας θυμηθούμε πρώτα ποια είναι η φάση των ταλαντώσεων. Αφήστε την ποσότητα να κάνει αρμονικές ταλαντώσεις σύμφωνα με το νόμο:

Ορίστε λοιπόν φάσηείναι η τιμή που είναι το όρισμα του συνημιτόνου. Η φάση, όπως βλέπουμε, αυξάνεται γραμμικά με το χρόνο. Η τιμή της φάσης είναι ίση με και ονομάζεται
αρχική φάση.

Θυμηθείτε επίσης ότι ένα κύμα είναι η διάδοση των ταλαντώσεων στο χώρο.Στην περίπτωση των μηχανικών κυμάτων, αυτές θα είναι ταλαντώσεις σωματιδίων ενός ελαστικού μέσου, στην περίπτωση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, ταλαντώσεις των διανυσμάτων της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου και του μαγνητικού πεδίου επαγωγή.

Ανεξάρτητα από το ποια κύματα θεωρούνται, μπορούμε να πούμε ότι σε κάθε σημείο του χώρου που συλλαμβάνεται από την κυματική διαδικασία, συμβαίνουν ταλαντώσεις κάποιου μεγέθους. μια τέτοια ποσότητα είναι ένα σύνολο συντεταγμένων ενός ταλαντούμενου σωματιδίου στην περίπτωση ενός μηχανικού κύματος ή ένα σύνολο συντεταγμένων διανυσμάτων που περιγράφουν τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία σε ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα.

Οι φάσεις των ταλαντώσεων σε δύο διαφορετικά σημεία του χώρου, γενικά, έχουν διαφορετική σημασία. Ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα σύνολα σημείων στα οποία η φάση είναι ίδια. Αποδεικνύεται ότι το σύνολο των σημείων στα οποία η φάση ταλάντωσης σε μια δεδομένη χρονική στιγμή έχει μια σταθερή τιμή σχηματίζει μια δισδιάστατη επιφάνεια στο χώρο.

Ορισμός. επιφάνεια κύματος είναι το σύνολο όλων των σημείων του χώρου στα οποία η φάση των ταλαντώσεων σε μια δεδομένη χρονική στιγμή έχει την ίδια τιμή.

Εν ολίγοις, η επιφάνεια του κύματος είναι η επιφάνεια σταθερής φάσης. Κάθε τιμή φάσης έχει τη δική της επιφάνεια κύματος. Ένα σύνολο διαφορετικών τιμών φάσης αντιστοιχεί σε μια οικογένεια επιφανειών κυμάτων.

Με την πάροδο του χρόνου, η φάση σε κάθε σημείο αλλάζει και η επιφάνεια κύματος που αντιστοιχεί σε μια σταθερή τιμή φάσης μετακινείται στο χώρο. Επομένως, η διάδοση των κυμάτων μπορεί να θεωρηθεί ως κίνηση των επιφανειών των κυμάτων! Έτσι, έχουμε στη διάθεσή μας βολικές γεωμετρικές εικόνες για την περιγραφή φυσικών διεργασιών κυμάτων.

Για παράδειγμα, εάν μια σημειακή πηγή φωτός βρίσκεται σε ένα διαφανές ομοιογενές μέσο, ​​τότε οι επιφάνειες των κυμάτων είναι ομόκεντρες σφαίρες με κοινό κέντρο στην πηγή. Η διάδοση του φωτός μοιάζει με διαστολή αυτών των σφαιρών. Το έχουμε ήδη δει παραπάνω στην κατάσταση του λαμπτήρα.

Μόνο μια επιφάνεια κύματος μπορεί να περάσει από κάθε σημείο του χώρου σε μια δεδομένη στιγμή. Πράγματι, αν υποθέσουμε ότι δύο επιφάνειες κύματος διέρχονται από το σημείο, που αντιστοιχούν σε διαφορετικές τιμές της φάσης και, τότε λαμβάνουμε αμέσως μια αντίφαση: η φάση των ταλαντώσεων στο σημείο θα είναι ταυτόχρονα ίση με αυτούς τους δύο διαφορετικούς αριθμούς.

Μόλις μια μεμονωμένη επιφάνεια κύματος διέλθει από ένα σημείο, τότε η διεύθυνση της κάθετης στην επιφάνεια του κύματος στο δεδομένο σημείο καθορίζεται μοναδικά.

Ορισμός. ακτίνα είναι μια γραμμή στο χώρο, η οποία σε κάθε σημείο της είναι κάθετη στην επιφάνεια του κύματος που διέρχεται από αυτό το σημείο.

Με άλλα λόγια, η ακτίνα είναι μια κοινή κάθετη στην οικογένεια των επιφανειών κυμάτων. Η κατεύθυνση της δέσμης είναι η κατεύθυνση στην οποία διαδίδεται το κύμα. Κατά μήκος των ακτίνων, η ενέργεια του κύματος μεταφέρεται από το ένα σημείο του χώρου στο άλλο.

Καθώς το κύμα διαδίδεται, το όριο μετακινείται, το οποίο διαχωρίζει την περιοχή του χώρου που συλλαμβάνεται από την κυματική διαδικασία και την περιοχή που εξακολουθεί να είναι αδιατάρακτη. Αυτό το όριο ονομάζεται μέτωπο κύματος. Ετσι, μέτωπο κύματος είναι το σύνολο όλων των σημείων στο χώρο που φτάνει η ταλαντωτική διαδικασία σε μια δεδομένη στιγμή. Το μέτωπο κύματος είναι μια ιδιαίτερη περίπτωση της επιφάνειας του κύματος. είναι, θα λέγαμε, η «πρώτη» επιφάνεια κύματος.

Οι απλούστεροι τύποι γεωμετρικών επιφανειών είναι η σφαίρα και το επίπεδο. Αντίστοιχα, έχουμε δύο σημαντικές περιπτώσεις διεργασιών κυμάτων με επιφάνειες κυμάτων τέτοιου σχήματος - πρόκειται για σφαιρικά και επίπεδα κύματα.

Σφαιρικό κύμα.

Το κύμα λέγεται σφαιρικός, αν οι επιφάνειες κυμάτων του είναι σφαίρες (Εικ. 1).

Οι επιφάνειες κυμάτων εμφανίζονται με μια μπλε διακεκομμένη γραμμή και τα πράσινα ακτινικά βέλη είναι ακτίνες κάθετες στις επιφάνειες κύματος.

Θεωρήστε ένα διαφανές ομοιογενές μέσο, ​​του οποίου οι φυσικές ιδιότητες είναι ίδιες σε όλες τις κατευθύνσεις. Μια σημειακή πηγή φωτός που τοποθετείται σε ένα τέτοιο μέσο εκπέμπει σφαιρικά κύματα. Είναι σαφές -
επειδή το φως ταξιδεύει προς κάθε κατεύθυνση με την ίδια ταχύτητα, οπότε οποιαδήποτε επιφάνεια κύματος θα είναι μια σφαίρα.

Λοιπόν, οι ακτίνες φωτός, όπως έχουμε παρατηρήσει, σε αυτή την περίπτωση αποδεικνύονται συνηθισμένες ευθύγραμμες γεωμετρικές ακτίνες με την αρχή στην πηγή. Θυμηθείτε τον νόμο της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός: σε ένα διαφανές ομοιογενές μέσο, ​​οι ακτίνες φωτός είναι ευθείες γραμμές? Στη γεωμετρική οπτική, το διατυπώσαμε ως αξίωμα. Τώρα βλέπουμε (για την περίπτωση μιας σημειακής πηγής) πώς αυτός ο νόμος προκύπτει από την έννοια της κυματικής φύσης του φωτός.

Στο θέμα "Ηλεκτρομαγνητικά κύματα" εισαγάγαμε την έννοια της πυκνότητας ροής ακτινοβολίας:

Εδώ είναι η ενέργεια που μεταφέρεται στο χρόνο μέσω της επιφάνειας της περιοχής που βρίσκεται κάθετα στις ακτίνες. Έτσι, η πυκνότητα ροής ακτινοβολίας είναι η ενέργεια που μεταφέρεται από το κύμα κατά μήκος των ακτίνων μέσω μιας μονάδας επιφάνειας ανά μονάδα χρόνου.

Στην περίπτωσή μας, η ενέργεια κατανέμεται ομοιόμορφα στην επιφάνεια της σφαίρας, η ακτίνα της οποίας αυξάνεται κατά τη διάδοση του κύματος. Η επιφάνεια της σφαίρας είναι ίση με: , επομένως, για την πυκνότητα ροής ακτινοβολίας, λαμβάνουμε:

Όπως βλέπουμε, η πυκνότητα ροής ακτινοβολίας σε ένα σφαιρικό κύμα είναι αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης από την πηγή.

Εφόσον η ενέργεια είναι ανάλογη με το τετράγωνο του πλάτους των ταλαντώσεων του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, συμπεραίνουμε ότι το πλάτος των ταλαντώσεων σε ένα σφαιρικό κύμα είναι αντιστρόφως ανάλογο της απόστασης από την πηγή.

Επίπεδο κύμα.

Το κύμα λέγεται διαμέρισμα, αν οι επιφάνειες κυμάτων του είναι επίπεδες (Εικ. 2).

Η μπλε διακεκομμένη γραμμή δείχνει παράλληλα επίπεδα, τα οποία είναι επιφάνειες κυμάτων. Οι ακτίνες - πράσινα βέλη - αποδεικνύονται και πάλι ευθείες γραμμές.

Το επίπεδο κύμα είναι μια από τις πιο σημαντικές εξιδανικεύσεις της κυματικής θεωρίας. μαθηματικά περιγράφεται πιο απλά. Αυτή η εξιδανίκευση μπορεί να χρησιμοποιηθεί, για παράδειγμα, όταν βρισκόμαστε σε αρκετά μεγάλη απόσταση από την πηγή. Στη συνέχεια, στην περιοχή του σημείου παρατήρησης, μπορούμε να παραμελήσουμε την καμπυλότητα της σφαιρικής επιφάνειας του κύματος και να θεωρήσουμε το κύμα περίπου επίπεδο.

Στο μέλλον, αντλώντας τους νόμους της ανάκλασης και της διάθλασης από την αρχή του Huygens, θα χρησιμοποιήσουμε ακριβώς επίπεδα κύματα. Αλλά πρώτα, ας ασχοληθούμε με την ίδια την αρχή του Huygens.

Αρχή Huygens.

Είπαμε παραπάνω ότι είναι βολικό να φανταστούμε τη διάδοση των κυμάτων ως κίνηση των επιφανειών των κυμάτων. Σύμφωνα όμως με ποιους κανόνες κινούνται οι επιφάνειες κυμάτων; Με άλλα λόγια, πώς, γνωρίζοντας τη θέση της επιφάνειας του κύματος σε μια δεδομένη χρονική στιγμή, προσδιορίζουμε τη θέση της την επόμενη στιγμή;

Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα δίνεται από την αρχή του Huygens, το βασικό αξίωμα της κυματικής θεωρίας. Η αρχή του Huygens ισχύει εξίσου τόσο για τα μηχανικά όσο και για τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα.

Για να κατανοήσουμε καλύτερα την ιδέα του Huygens, ας δούμε ένα παράδειγμα. Ρίξτε μια χούφτα πέτρες στο νερό. Από κάθε πέτρα θα βγαίνει ένα κυκλικό κύμα με κέντρο στο σημείο που έπεσε η πέτρα. Αυτά τα κυκλικά κύματα, τοποθετημένα το ένα πάνω στο άλλο, θα δημιουργήσουν ένα κοινό κυματικό σχέδιο στην επιφάνεια του νερού. Είναι σημαντικό ότι όλα τα κυκλικά κύματα και το μοτίβο κυμάτων που δημιουργούνται από αυτά θα υπάρχουν ακόμη και αφού οι πέτρες βυθιστούν στον πυθμένα. Επομένως, η άμεση αιτία των αρχικών κυκλικών κυμάτων δεν είναι οι ίδιες οι πέτρες, αλλά τοπικές διαταραχέςτην επιφάνεια του νερού όπου έχουν πέσει οι πέτρες. Είναι οι ίδιες οι τοπικές διαταραχές που είναι οι πηγές των αποκλίνων κυκλικών κυμάτων και του αναδυόμενου μοτίβου κυμάτων, και δεν είναι πλέον τόσο σημαντικό τι ακριβώς προκάλεσε καθεμία από αυτές τις διαταραχές - είτε μια πέτρα, ένας πλωτήρας ή κάποιο άλλο αντικείμενο. Για να περιγράψουμε την επακόλουθη κυματική διαδικασία, είναι μόνο σημαντικό να προκύπτουν κυκλικά κύματα σε ορισμένα σημεία στην επιφάνεια του νερού.

Η βασική ιδέα του Huygens ήταν ότι οι τοπικές διαταραχές μπορούν να δημιουργηθούν όχι μόνο από ξένα αντικείμενα όπως μια πέτρα ή έναν πλωτήρα, αλλά και από ένα κύμα που διαδίδεται στο διάστημα!

Αρχή Huygens. Κάθε σημείο του χώρου που εμπλέκεται στην ίδια την κυματική διαδικασία γίνεται πηγή σφαιρικών κυμάτων.

Αυτά τα σφαιρικά κύματα που διαδίδονται προς όλες τις κατευθύνσεις από κάθε σημείο της κυματικής διαταραχής ονομάζονται δευτερεύοντα κύματα.Η μετέπειτα εξέλιξη της κυματικής διαδικασίας συνίσταται στην υπέρθεση δευτερογενών κυμάτων που εκπέμπονται από όλα τα σημεία στα οποία έχει ήδη φτάσει η κυματική διαδικασία.

Η αρχή Huygens δίνει μια συνταγή για την κατασκευή μιας επιφάνειας κύματος σε μια χρονική στιγμή από τη γνωστή θέση της σε μια στιγμή του χρόνου (Εικ. 3).

Δηλαδή, θεωρούμε κάθε σημείο της αρχικής επιφάνειας κύματος ως πηγή δευτερευόντων κυμάτων. Κατά τη διάρκεια του χρόνου, τα δευτερεύοντα κύματα θα καλύπτουν την απόσταση, όπου είναι η ταχύτητα του κύματος. Από κάθε σημείο της παλιάς επιφάνειας κύματος χτίζουμε σφαίρες ακτίνας. η επιφάνεια του νέου κύματος θα είναι εφαπτομένη σε όλες αυτές τις σφαίρες. Λένε επίσης ότι η επιφάνεια του κύματος ανά πάσα στιγμή εξυπηρετεί φάκελοςοικογένειες δευτερογενών κυμάτων.

Αλλά, φυσικά, για να κατασκευάσουμε μια επιφάνεια κύματος, δεν είμαστε υποχρεωμένοι να πάρουμε δευτερεύοντα κύματα που εκπέμπονται από σημεία που ασφαλώς βρίσκονται σε μια από τις προηγούμενες επιφάνειες κύματος. Η επιθυμητή επιφάνεια κύματος θα είναι το περίβλημα της οικογένειας των δευτερευόντων κυμάτων που εκπέμπονται από σημεία γενικά κάθε επιφάνειας που εμπλέκεται στη διαδικασία ταλάντωσης.

Με βάση την αρχή του Huygens, είναι δυνατό να εξαχθούν οι νόμοι της ανάκλασης και της διάθλασης του φωτός, τους οποίους θεωρούσαμε προηγουμένως μόνο ως γενίκευση πειραματικών γεγονότων.

Παραγωγή του νόμου της ανάκλασης.

Ας υποθέσουμε ότι ένα επίπεδο κύμα προσπίπτει στη διεπαφή μεταξύ δύο μέσων (Εικ. 4). Διορθώνουμε δύο σημεία αυτής της επιφάνειας.

Δύο προσπίπτουσες δέσμες και έρχονται σε αυτά τα σημεία. το επίπεδο που είναι κάθετο σε αυτές τις ακτίνες είναι η επιφάνεια κύματος του προσπίπτοντος κύματος.

Η κάθετη προς την ανακλώσα επιφάνεια σχεδιάζεται στο σημείο. Η γωνία είναι, όπως θυμάστε, η γωνία πρόσπτωσης.

Ανακλώνται ακτίνες και βγαίνουν από τα σημεία Και. Το επίπεδο που είναι κάθετο σε αυτές τις ακτίνες είναι η επιφάνεια κύματος του ανακλώμενου κύματος. Ας ορίσουμε προς το παρόν τη γωνία ανάκλασης. θέλουμε να το αποδείξουμε.

Όλα τα σημεία του τμήματος χρησιμεύουν ως πηγές δευτερευόντων κυμάτων. Πρώτα απ 'όλα, η επιφάνεια του κύματος φτάνει σε ένα σημείο. Στη συνέχεια, καθώς το προσπίπτον κύμα κινείται, άλλα σημεία αυτού του τμήματος εμπλέκονται στην ταλαντωτική διαδικασία και, τελευταίο αλλά όχι λιγότερο σημαντικό, το σημείο .

Αντίστοιχα, η ακτινοβολία των δευτερευόντων κυμάτων αρχίζει στο σημείο . ένα σφαιρικό κύμα με κέντρο το έχει στο σχ. 4 είναι η μεγαλύτερη ακτίνα. Καθώς πλησιάζετε το σημείο, οι ακτίνες των σφαιρικών δευτερογενών κυμάτων που εκπέμπονται από τα ενδιάμεσα σημεία μειώνονται στο μηδέν - εξάλλου, το δευτερεύον κύμα θα εκπέμπεται όσο πιο αργά, τόσο πιο κοντά είναι η πηγή του στο σημείο.

Η επιφάνεια του κύματος του ανακλώμενου κύματος είναι ένα επίπεδο που εφάπτεται σε όλες αυτές τις σφαίρες. Στο επιπεδομετρικό μας σχέδιο, υπάρχει ένα τμήμα μιας εφαπτομένης που σχεδιάζεται από ένα σημείο στον μεγαλύτερο κύκλο με κέντρο και ακτίνα .

Τώρα σημειώστε ότι η ακτίνα είναι η απόσταση που διανύει το δευτερεύον κύμα με κέντρο κατά τη διάρκεια του χρόνου που η επιφάνεια του κύματος κινείται προς το σημείο. Ας το πούμε λίγο διαφορετικά: ο χρόνος κίνησης του δευτερεύοντος κύματος από σημείο σε σημείο είναι ίσος με το χρόνο κίνησης του προσπίπτοντος κύματος από σημείο σε σημείο . Αλλά οι ταχύτητες της πρόσπτωσης και των δευτερευόντων κυμάτων συμπίπτουν - άλλωστε, λαμβάνει χώρα στο ίδιο μέσο! Επομένως, αφού οι ταχύτητες και οι χρόνοι συμπίπτουν, τότε οι αποστάσεις είναι ίσες: .

Αποδεικνύεται ότι τα ορθογώνια τρίγωνα και είναι ίσα σε υποτείνουσα και σκέλος. Επομένως, οι αντίστοιχες οξείες γωνίες είναι επίσης ίσες: . Μένει να σημειωθεί ότι (αφού είναι και οι δύο ίσοι) και (και οι δύο είναι ίσοι).
Έτσι, - η γωνία ανάκλασης είναι ίση με τη γωνία πρόσπτωσης, όπως απαιτείται.

Επιπλέον, από την κατασκευή στο Σχ. 4, είναι εύκολο να δούμε ότι η δεύτερη πρόταση του νόμου της διάθλασης πληρούται επίσης: η προσπίπτουσα δέσμη, η ανακλώμενη δέσμη και η κάθετη προς την ανακλώσα επιφάνεια βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο.

Παραγωγή του νόμου της διάθλασης.

Ας δείξουμε τώρα πώς ο νόμος της διάθλασης προκύπτει από την αρχή του Huygens. Για λόγους βεβαιότητας, θα υποθέσουμε ότι ένα επίπεδο ηλεκτρομαγνητικό κύμα διαδίδεται στον αέρα και πέφτει στο όριο με κάποιο διαφανές μέσο (Εικ. 5). Ως συνήθως, η γωνία πρόσπτωσης είναι η γωνία μεταξύ της προσπίπτουσας ακτίνας και της κανονικής προς την επιφάνεια, η γωνία διάθλασης είναι η γωνία μεταξύ της διαθλασμένης ακτίνας και της κανονικής.

Το σημείο είναι το πρώτο σημείο στο τμήμα στο οποίο φτάνει η επιφάνεια κύματος του προσπίπτοντος κύματος. στο σημείο, η εκπομπή δευτερογενών κυμάτων αρχίζει νωρίτερα. Έστω ο χρόνος που από αυτή τη στιγμή χρειάζεται το προσπίπτον κύμα για να φτάσει στο σημείο, δηλαδή να περάσει το τμήμα.

Δηλώνουμε την ταχύτητα του φωτός στον αέρα, έστω η ταχύτητα του φωτός στο μέσο είναι . Ενώ το προσπίπτον κύμα διανύει μια απόσταση και φτάνει στο σημείο, το δευτερεύον κύμα από το σημείο θα διαδοθεί σε μια απόσταση.

Γιατί, λοιπόν. Ως αποτέλεσμα, η επιφάνεια του κύματος όχι παράλληληεπιφάνεια κύματος - το φως διαθλάται! Στο πλαίσιο της γεωμετρικής οπτικής, δεν έχει δοθεί καμία εξήγηση για το γιατί παρατηρείται καθόλου το φαινόμενο της διάθλασης. Ο λόγος της διάθλασης έγκειται στην κυματική φύση του φωτός και γίνεται κατανοητός από την άποψη του
Η αρχή του Huygens: το όλο θέμα είναι ότι η ταχύτητα των δευτερευόντων κυμάτων σε ένα μέσο είναι μικρότερη από την ταχύτητα του φωτός στον αέρα, και αυτό οδηγεί σε περιστροφή της επιφάνειας του κύματος σε σχέση με την αρχική της θέση.

Μέχρι τώρα, έχουμε εξετάσει την κίνηση των κυμάτων που συμβαίνει μόνο προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση (κατά μήκος μιας γραμμής). Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, σε ράβδους, στήλες αέρα, κυματοδηγούς κ.λπ. Γενικά, τα κύματα διαδίδονται προς όλες τις κατευθύνσεις από μια πηγή ταλάντωσης που βρίσκεται σε ένα συνεχές μέσο. Η επιφάνεια στην οποία φτάνουν ταυτόχρονα τα κύματα από μια δεδομένη πηγή ταλαντώσεων ονομάζεται μέτωπο κύματος. Το σχήμα του μετώπου κύματος εξαρτάται από το σχήμα της πηγής ταλάντωσης και τις ιδιότητες του μέσου. Με σημειακή πηγή ταλαντώσεων, το μέτωπο κύματος σε ένα ομοιογενές μέσο έχει σχήμα σφαίρας. ακτίνες που είναι ακτίνες αυτής της σφαίρας είναι κάθετες σε

μέτωπο κύματος (Εικ. 63, α). Είναι προφανές ότι

πού είναι η ταχύτητα του κύματος, ο χρόνος διάδοσής του. Τα κύματα που σχηματίζουν ένα σφαιρικό μέτωπο ονομάζονται σφαιρικά. Ένα σφαιρικό μέτωπο κύματος είναι (σε ​​ένα ισότροπο μέσο) ταυτόχρονα μια επιφάνεια ή μια επιφάνεια κύματος, δηλαδή μια επιφάνεια της οποίας όλα τα σημεία ταλαντώνονται στην ίδια φάση.

Εάν το μέτωπο του κύματος είναι επίπεδο, τότε το κύμα ονομάζεται επίπεδο κύμα. Σε αυτή την περίπτωση, οι δοκοί είναι παράλληλες μεταξύ τους (Εικ.

63β). Ένα μικρό τμήμα ενός μετώπου σφαιρικού κύματος που βρίσκεται σε επαρκή απόσταση από την πηγή των ταλαντώσεων μπορεί πρακτικά να θεωρηθεί επίπεδο (παραμελώντας την καμπυλότητα του μετώπου).

Σε ένα ανομοιογενές μέσο, ​​όπου η ταχύτητα του κύματος δεν είναι ίδια σε διαφορετικές κατευθύνσεις, το μέτωπο του κύματος μπορεί να έχει πολύ περίπλοκο σχήμα.

Εάν δεν ληφθεί υπόψη η απόσβεση, τότε η ένταση ενός επίπεδου κύματος δεν θα αλλάξει καθώς το μέτωπο του κύματος απομακρύνεται από την πηγή ταλάντωσης, αφού η μπροστινή περιοχή παραμένει σταθερή σε αυτή την περίπτωση.

Η κατάσταση είναι διαφορετική με την ένταση ενός σφαιρικού κύματος. Η ενέργεια ταλάντωσης που μεταφέρεται ανά μονάδα χρόνου σε ολόκληρη την περιοχή του μετώπου κύματος παραμένει, σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, σταθερή. Αλλά αυξάνεται καθώς το μέτωπο απομακρύνεται από την πηγή των ταλαντώσεων σε αναλογία με το τετράγωνο της απόστασης y, αφού επομένως

δηλ. η ένταση ενός σφαιρικού κύματος ποικίλλει σε αντίστροφη αναλογία με το τετράγωνο της απόστασης του μετώπου από την πηγή των ταλαντώσεων. Εφόσον, σύμφωνα με τον τύπο (26), η ένταση του κύματος είναι ανάλογη του τετραγώνου του πλάτους, δηλαδή, το πλάτος του σφαιρικού κύματος είναι αντιστρόφως ανάλογο με την απόσταση του μετώπου κύματος από την πηγή ταλάντωσης. Στη συνέχεια, αντικαθιστώντας το Α στον τύπο (25) με , λαμβάνουμε την ακόλουθη εξίσωση για ένα σφαιρικό κύμα:

Κατά την επίλυση προβλημάτων διάδοσης κύματος, είναι συχνά απαραίτητο να κατασκευαστεί ένα μέτωπο κύματος για μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή χρησιμοποιώντας το μέτωπο κύματος που δίνεται για την αρχική χρονική στιγμή. Αυτό μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας μια μέθοδο που ονομάζεται αρχή Huygens, η ουσία της οποίας είναι η εξής.

Αφήστε το μέτωπο κύματος που κινείται σε ένα ομοιογενές μέσο να καταλαμβάνει σε μια δεδομένη χρονική στιγμή τη θέση Y που φαίνεται στο Σχ. Σύμφωνα με την αρχή του Huygens, κάθε σημείο του μέσου, στο οποίο έχει φτάσει το κύμα, γίνεται από μόνο του πηγή δευτερογενών κυμάτων. Αυτό σημαίνει ότι ένα νέο σφαιρικό κύμα αρχίζει να διαδίδεται από αυτό, όπως από το κέντρο. Για να κατασκευάσουμε δευτερεύοντα κύματα, γύρω από κάθε σημείο του αρχικού μετώπου περιγράφουμε σφαίρες με ακτίνα

πού είναι η ταχύτητα του κύματος. Τα δευτερεύοντα κύματα αποσβένονται αμοιβαία προς όλες τις κατευθύνσεις, εκτός από τις κατευθύνσεις του αρχικού μετώπου (που υποδεικνύονται με βέλη στην Εικ. 64). Με άλλα λόγια, οι ταλαντώσεις διατηρούνται μόνο στο εξωτερικό περίβλημα των δευτερευόντων κυμάτων. Κατασκευάζοντας αυτό το φάκελο, παίρνουμε την επιθυμητή θέση 2 του μετώπου κύματος.

Η αρχή του Huygens είναι επίσης εφαρμόσιμη σε ένα ανομοιογενές μέσο. Σε αυτήν την περίπτωση, οι τιμές του a και, επομένως, δεν είναι ίδιες σε διαφορετικές κατευθύνσεις.

Σκεφτείτε, ως παράδειγμα εφαρμογής της αρχής Huygens, την περίπτωση ενός επίπεδου κύματος που πέφτει σε ένα εμπόδιο με μια τρύπα μεγαλύτερη από το μήκος κύματος (Εικ. 65). Όταν το μέτωπο του κύματος φτάσει στο φράγμα, κάθε σημείο της οπής θα γίνει πηγή δευτερευόντων κυμάτων. Σχεδιάζοντας αυτά τα κύματα και σχεδιάζοντας το περίβλημά τους, παίρνουμε το μέτωπο του κύματος που έχει περάσει από την τρύπα. Θα είναι επίπεδο μόνο στο μεσαίο τμήμα του. στα όρια της τρύπας, το μέτωπο του κύματος (και, κατά συνέπεια, οι ακτίνες) κάμπτεται πίσω από το φράγμα. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται περίθλαση κυμάτων.

Ωστόσο, η εξήγηση της περίθλασης κυμάτων που δίνεται από την αρχή του Huygens είναι ελλιπής, καθώς δεν λέει τίποτα για τα πλάτη των κυμάτων που διαδίδονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις, και επομένως αφήνει ανοιχτό το ζήτημα της κατανομής της έντασης κατά μήκος του μετώπου κύματος. Το σημειωμένο μειονέκτημα της αρχής του Huygens εξαλείφθηκε το 1815 από τον Γάλλο φυσικό Fresnel, συμπληρώνοντας αυτή την αρχή με τη διάταξη για την παρεμβολή δευτερογενών κυμάτων.

Σύμφωνα με τον Fresnel, ένα κύμα που φθάνει σε οποιοδήποτε σημείο από μια πρωτογενή πηγή μπορεί να θεωρηθεί ως αποτέλεσμα της παρεμβολής δευτερευόντων κυμάτων που φτάνουν σε αυτό το σημείο από ένα σύνολο στοιχειωδών δευτερευουσών πηγών ενός συγκεκριμένου μετώπου κύματος (Εικ. 66). Στη συνέχεια, η ένταση του κύματος στο σημείο προσδιορίζεται αθροίζοντας όλα τα δευτερεύοντα κύματα (λαμβάνοντας υπόψη το μέγεθος των δευτερευουσών πηγών, την απόστασή τους και τη γωνία μεταξύ των κατευθύνσεων και της κανονικής

Η αρχή Huygens με το συμπλήρωμα του Fresnel ονομάστηκε αρχή Huygens-Fresnel και αποδείχθηκε πολύ γόνιμη για την επίλυση πολλών προβλημάτων σχετικά με τη διάδοση των κυμάτων. Θα συναντήσουμε συγκεκριμένες εφαρμογές της αρχής Huygens-Fresnel στα ηλεκτρομαγνητικά (φωτεινό) κύματα στο τελευταίο μέρος του μαθήματος (βλ. Κεφάλαια XVII και XVIII).

Εργασία 17. Η εξίσωση ταλάντωσης υλικού σημείου με μάζα έχει τη μορφή - Βρείτε: α) τις μέγιστες τιμές της ταχύτητας και της επιτάχυνσης του σημείου. β) την τιμή της μέγιστης δύναμης που ασκείται στο σημείο. γ) τη συνολική ενέργεια του σημείου ταλάντωσης.

Λύση. Συγκρίνοντας την εξίσωση ταλάντωσης αυτού του σημείου με την εξίσωση της αρμονικής ταλάντωσης (2α), βλέπουμε ότι το πλάτος της ταλάντωσης του σημείου είναι η αρχική φάση και η κυκλική συχνότητα όπου είναι η περίοδος ταλάντωσης του σημείου.

α) Από τους τύπους (3) και (4) προκύπτει ότι η ταχύτητα και η επιτάχυνση της αρμονικής ταλάντωσης του σημείου έχουν μέγιστες τιμές, αντίστοιχα, σε

β) Προφανώς, στη μέγιστη τιμή της επιτάχυνσης, θα υπάρχει και μια μέγιστη τιμή της δύναμης που ασκεί το σημείο. Επομένως, σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα,

γ) Βρίσκουμε τη συνολική ενέργεια του σημείου ταλάντωσης με τον τύπο

Πρόβλημα 18. Να βρείτε το πλάτος Β και την αρχική φάση της αρμονικής ταλάντωσης που προκύπτει από την προσθήκη ισοκατευθυνόμενων ταλαντώσεων που δίνονται από τις εξισώσεις:

Λύση. Τα πλάτη και οι αρχικές φάσεις των όρων ταλάντωσης είναι αντίστοιχα ίσα:

Το κύμα, που διαδίδεται από την πηγή των ταλαντώσεων, καλύπτει όλο και περισσότερες νέες περιοχές του χώρου. Ο τόπος των σημείων, στον οποίο φτάνουν οι ταλαντώσεις τη στιγμή t, ονομάζεται μέτωπο κύματος.

Ο τόπος των σημείων που ταλαντώνονται στην ίδια φάση ονομάζεται επιφάνεια κύματος (επιφάνεια σταθερών φάσεων, επιφάνεια φάσης).

Οι επιφάνειες κύματος μπορούν να σχεδιαστούν αναρίθμητες και το μέτωπο κύματος σε κάθε χρονική στιγμή είναι ένα.

Το αρμονικό κινούμενο κύμα S=Acos(ω(t-)+φ 0)(1) είναι ένα επίπεδο κύμα, επειδή οι επιφάνειες κυμάτων του (ω(t-)+φ 0)=const είναι σύνολα επιπέδων παράλληλα μεταξύ τους και κάθετα στον άξονα x.

Η εξίσωση ενός αρμονικού σφαιρικού κύματος έχει τη μορφή S=A 0 (r)cos(ωt-kh+ φ 0), (2)

όπου r είναι η ακτινική συντεταγμένη. Όταν ένα κύμα διαδίδεται σε μη απορροφητικό μέσο, ​​A(r)~1/r

Η ταχύτητα >v διάδοσης ενός αρμονικού κύματος ονομάζεται ταχύτητα φάσης. Είναι ίση με την ταχύτητα κίνησης της επιφάνειας του κύματος. Για παράδειγμα, στην περίπτωση ενός επιπέδου αρμονικού κύματος, προκύπτει από τη συνθήκη (ω(t-)+φ 0)=const ότι . (3)

Τέλος εργασίας -

Αυτό το θέμα ανήκει σε:

Μεθοδικό εγχειρίδιο για φοιτητές Τεχνικών ΑΕΙ Κατά κλάδο: φυσική. Μηχανικές δονήσεις

Μεθοδικό εγχειρίδιο για φοιτητές τεχνικών πανεπιστημίων ... Στον κλάδο της φυσικής ...

Εάν χρειάζεστε επιπλέον υλικό για αυτό το θέμα ή δεν βρήκατε αυτό που αναζητούσατε, συνιστούμε να χρησιμοποιήσετε την αναζήτηση στη βάση δεδομένων των έργων μας:

Τι θα κάνουμε με το υλικό που λάβαμε:

Εάν αυτό το υλικό αποδείχθηκε χρήσιμο για εσάς, μπορείτε να το αποθηκεύσετε στη σελίδα σας στα κοινωνικά δίκτυα:

Όλα τα θέματα σε αυτήν την ενότητα:

Συνεχείς ταλαντώσεις
Επίμονες ταλαντώσεις Ας εξετάσουμε το απλούστερο μηχανικό σύστημα ταλάντωσης με ένα

Συχνότητα, περίοδος, κυκλική συχνότητα, πλάτος, φάση ταλαντώσεων.
ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΩΝ, ο αριθμός των ταλαντώσεων σε 1 s. Δήλωνε u. Αν T είναι η περίοδος από τις ταλαντώσεις, τότε u = 1/T; μετρημένο σε hertz (Hz). Συχνότητα γωνιακής ταλάντωσης w = 2pu = 2p/T rad/s. Η ΠΕΡΙΟΔΟΣ κυμαίνεται

Ενέργεια αρμονικών ταλαντώσεων.
Αρμονικές ταλαντώσεις Μια σημαντική ιδιαίτερη περίπτωση περιοδικών ταλαντώσεων είναι οι αρμονικές ταλαντώσεις, δηλ. τέτοιες αλλαγές σε φυσική ποσότητα που ακολουθούν το νόμο

Μέθοδος διανυσματικών διαγραμμάτων. Προσθήκη κραδασμών προς μία κατεύθυνση.
Μέθοδος διανυσματικών διαγραμμάτων. Κάθε αρμονική ταλάντωση με συχνότητα μπορεί να συσχετιστεί με περιστρεφόμενη με

κτυπά. Προσθήκη κάθετων δονήσεων. Απόσβεση μηχανικών ταλαντώσεων.
Beats - ταλαντώσεις με περιοδικά μεταβαλλόμενο πλάτος, που προκύπτουν από την υπέρθεση δύο αρμονικών ταλαντώσεων με πολλές διαφορετικές, αλλά κοντινές συχνότητες. Β. προκύπτουν λόγω του γεγονότος ότι

Η εξίσωση των αποσβεσμένων ταλαντώσεων. Πλάτος, συχνότητα, συντελεστής εξασθένησης.
Αντιπροσωπεύουμε την εξίσωση των αποσβεσμένων ταλαντώσεων με τη μορφή όπου

Αντήχηση.
. Έτσι, το πλάτος των εξαναγκασμένων ταλαντώσεων αλλάζει με μια αλλαγή στη συχνότητα της εξωτερικής δράσης. Στο

Εξίσωση κυμάτων που ταξιδεύει αεροπλάνο.
Ένα αρμονικό κινούμενο κύμα είναι ένα επίπεδο κύμα, γιατί οι επιφάνειες κυμάτων του (ω(t-)+φ0

Τύποι κυμάτων: διαμήκης και εγκάρσιος, επίπεδος, σφαιρικός.
Θα υποθέσουμε ότι έχουμε ένα συνεχές ελαστικό μέσο, ​​για παράδειγμα, ένα στερεό σώμα, υγρά, αέρια. Ένα ελαστικό μέσο χαρακτηρίζεται από την εμφάνιση ελαστικών παραμορφώσεων υπό εξωτερική επίδραση σε αυτό. Αυτές οι παραμορφώσεις

Ιδιότητες κυμάτων.
Δημιουργία κυμάτων. Τα κύματα μπορούν να δημιουργηθούν με διάφορους τρόπους. Δημιουργία από τοπική πηγή δονήσεων (καλοριφέρ, κεραία). Αυθόρμητη δημιουργία κυμάτων στον όγκο κατά τη διάρκεια

Ενέργεια κυμάτων.
Κυματική ενέργεια ταξιδιού. Διάνυσμα πυκνότητας ροής ενέργειας Ένα ελαστικό μέσο στο οποίο διαδίδεται ένα κύμα διαθέτει και την κινητική ενέργεια της ταλαντευόμενης

Ροή ενέργειας.
Ενεργειακή ροή - η ποσότητα ενέργειας που μεταφέρεται από ένα κύμα μέσω μιας συγκεκριμένης επιφάνειας ανά μονάδα χρόνου: Be

Διάνυσμα Umov.
Αφήστε ένα ελαστικό επίπεδο να διαδοθεί σε κάποιο μέσο κατά μήκος του άξονα x διαμήκη κύμα, που περιγράφεται από την εξίσωση (1,91")

στάσιμα κύματα.
Εάν στο μέσο διαδίδονται πολλά κύματα, τότε η προκύπτουσα ταλάντωση κάθε σωματιδίου του μέσου είναι το άθροισμα των ταλαντώσεων που θα έκανε το σωματίδιο από κάθε κύμα χωριστά. Αυτό είναι ut

Παρέμβαση.
Παρεμβολή κυμάτων - τα φαινόμενα ενίσχυσης ή εξασθένησης του πλάτους του προκύπτοντος κύματος, ανάλογα με την αναλογία μεταξύ των φάσεων των αναδυόμενων δύο ή περισσότερων κυμάτων με τις ίδιες περιόδους. Αν μέσα

Αντικόμβοι και κόμβοι στάσιμου κύματος.
Αν δύο αρμονικά κύματα διαδίδονται το ένα προς το άλλο S1=Acos(ωt-kx) και S2=Acos(ωt+kx), τότε στάσιμο κύμα S=S1+S2=2Аcoskx cosωt. έρευνα

Διαφορά μεταξύ ταξιδιωτικών κυμάτων και στάσιμων κυμάτων.
Κυματιζόμενο κύμα είναι μια κυματική κίνηση κατά την οποία η επιφάνεια ίσων φάσεων (μέτωπα κυμάτων φάσης) κινείται με πεπερασμένη ταχύτητα, η οποία είναι σταθερή στην περίπτωση ομοιογενών μέσων. Με ένα ταξιδιωτικό κύμα, ομάδα με

Πηγές ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων Αγωγός με ρεύμα. Μαγνήτης. Ηλεκτρικό πεδίο (μεταβλητό). Γύρω από τον αγωγό από τον οποίο διέρχεται το ρεύμα και είναι σταθερό. Όταν αλλάζει η δύναμη

Ιδιότητες ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων: εγκάρσιο, ενδοφασικές διακυμάνσεις διανυσμάτων έντασης ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου.
Διατομή. τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι εγκάρσια. ηλεκτρομαγνητικό κύμα

διάνυσμα κατάδειξης.
Διάνυσμα κατάδειξης, διάνυσμα πυκνότητας ροής ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας. Πήρε το όνομά του από τον Άγγλο φυσικό J. G. Poynting (1852-1914). Ενότητα P. σε. είναι ίση με την ενέργεια που μεταφέρεται ανά μονάδα

Κλίμακα ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
(κλίμακα ηλεκτρομαγνητικής

Συνοχή κυμάτων.
Τα κύματα και οι πηγές που τα διεγείρουν ονομάζονται συνεκτικά αν η διαφορά φάσης των κυμάτων δεν εξαρτάται από το χρόνο. Κύματα και

Παρέμβαση.
ΠΑΡΕΜΒΟΛΕΣ ΚΥΜΑΤΩΝ - ένα φαινόμενο που παρατηρείται κατά την ταυτόχρονη διάδοση πολλών κυμάτων στο διάστημα και συνίσταται σε μια σταθερή (ή αργά μεταβαλλόμενη) χωρική κατανομή του π.μ.

Υπολογισμός μοτίβο παρεμβολήςαπό δύο συνεκτικές πηγές. Εξετάστε δύο συνεκτικές ελαφρά κύματαπου προέρχονται από πηγές

Συντεταγμένες ελάχιστα και μέγιστα έντασης.
Οπτικό μήκος μονοπατιών δέσμης. Προϋποθέσεις για τη λήψη μέγιστων και ελάχιστων παρεμβολών. Στο κενό, η ταχύτητα του φωτός είναι

Ρίγες ίσου πάχους.
Λωρίδες ίσου πάχους, ένα από τα αποτελέσματα της οπτικής των λεπτών στρωμάτων, σε αντίθεση με τις ρίγες ίσης κλίσης, παρατηρούνται απευθείας στην επιφάνεια ενός διαφανούς στρώματος μεταβλητού πάχους (Εικ. 1). Εμφανίστηκε

Η χρήση παρεμβολών.
Η πρακτική εφαρμογή της παρεμβολής φωτός είναι ποικίλη: έλεγχος ποιότητας επιφάνειας, δημιουργία φίλτρων φωτός, αντιανακλαστικές επιστρώσεις, μέτρηση του μήκους των κυμάτων φωτός, ακριβής μέτρηση απόστασης

Αρχή Huygens-Fresnel.
Αρχή Huygens-Fresnel, μια κατά προσέγγιση μέθοδος για την επίλυση προβλημάτων διάδοσης κυμάτων, ιδιαίτερα του φωτός. Σύμφωνα με την αρχική αρχή του H. Huygens (1678), κάθε στοιχείο της επιφάνειας

Μέθοδος ζώνης Fresnel.
Ο υπολογισμός του ολοκληρώματος σε ένα σημείο της γενικής περίπτωσης είναι μια δύσκολη εργασία. Σε περιπτώσεις που το έργο ουσιαστικά

Περίθλαση Fresnel.
Αφήστε μια αδιαφανή οθόνη με μια στρογγυλή οπή ακτίνας r0 να βρίσκεται στη διαδρομή ενός σφαιρικού κύματος φωτός που εκπέμπεται από την πηγή S. Εάν η τρύπα ανοίγει ζυγό αριθμό ζωνών Fresnel, τότε μέσα

Το σημείο του Πουασόν.
es Χρησιμοποιώντας τη σπείρα Fresnel, μπορείτε να αποκτήσετε

πόλωση φωτός.
Πόλωση του φωτός, μια από τις θεμελιώδεις ιδιότητες της οπτικής ακτινοβολίας (φως), που συνίσταται στην ανισότητα των διαφορετικών κατευθύνσεων σε ένα επίπεδο κάθετο στη δέσμη φωτός (κατεύθυνση διάδοσης

ο νόμος του Μαλούς.
Βάζουμε δύο polaroid στη διαδρομή του φυσικού φωτός, των οποίων οι άξονες μετάδοσης αναπτύσσονται μεταξύ τους.

Διπλή διάθλαση.
Όπως ήδη αναφέρθηκε, ο νόμος της διάθλασης μπορεί να μην ισχύει σε ανισότροπα μέσα. Πράγματι, ο νόμος αυτός ορίζει ότι:

Παρεμβολή πολωμένου φωτός.
Μια σημαντική περίπτωση Ι. σ. - παρεμβολή πολωμένων ακτίνων (βλ. Πόλωση φωτός). Στη γενική περίπτωση, όταν προστίθενται δύο διαφορετικά πολωμένα συνεκτικά κύματα φωτός, εμφανίζεται ένα διανυσματικό στρώμα

Οπτικά δραστικές ουσίες.
Οπτικά δραστικές ουσίες, μέσα με φυσική οπτική δραστηριότητα. Ο.-α. V. χωρίζονται σε 2 τύπους. Σχετικά με το 1 από αυτά είναι οπτικά ενεργά σε οποιαδήποτε κατάσταση συσσωμάτωσης (ζάχαρη

διασπορά του φωτός.
Διασπορά φωτός (σκέδαση φωτός) - το φαινόμενο της αποσύνθεσης του λευκού φωτός όταν διέρχεται από ένα πρίσμα, διαφορικό

Νόμος Bouguer-Lambert.
Bouguer - Lambert, καθορίζει τη σταδιακή εξασθένηση μιας παράλληλης μονοχρωματικής (μονόχρωμης) δέσμης φωτός καθώς διαδίδεται σε μια απορροφητική ουσία. Αν η ισχύς της δέσμης

Τύποι επιφανειών κυμάτων (χρησιμοποιώντας το φως ως παράδειγμα)

• Για άμορφα μέσααυτή η επιφάνεια έχει σχήμα σφαίρας. Το φως ταξιδεύει εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις.
• Για κυβικά κρύσταλλααυτή η επιφάνεια έχει επίσης σχήμα σφαίρας.
• ΣΕ κρύσταλλοι μεσαίων συγγονιώνεμφανίζεται διπλή διάθλαση. Το φως που εισέρχεται στον κρύσταλλο χωρίζεται σε συνηθισμένες και ασυνήθιστες ακτίνες. Επομένως, η επιφάνεια του δείκτη διάθλασης αποτελείται από ένα ελλειψοειδές περιστροφής και μια σφαίρα. Στην περίπτωση που η σφαίρα είναι εγγεγραμμένη στο ελλειψοειδές, ο κρύσταλλος ονομάζεται οπτικά αρνητικός, αλλά εάν το ελλειψοειδές είναι εγγεγραμμένο στη σφαίρα, ο κρύσταλλος ονομάζεται οπτικά θετικός.
• ΣΕ κρύσταλλα των κατώτερων κατηγοριώνεμφανίζεται επίσης διπλή διάθλαση. Το φως που εισέρχεται στον κρύσταλλο χωρίζεται σε δύο εξαιρετικές δέσμες. Η επιφάνεια του κύματος έχει πολύπλοκο σχήμα. Το οπτικό πρόσημο καθορίζεται από τη μορφή του δείκτη.

μέτωπο κύματος

μέτωπο κύματος- ο τόπος των σημείων, στα οποία η ταλαντωτική διαδικασία έχει φτάσει σε ένα ορισμένο χρονικό σημείο. Το μέτωπο κύματος είναι μια ειδική περίπτωση επιφάνειας κύματος.

Βιβλία

1. Sivukhin DV Γενικό μάθημα φυσικής. Proc. επίδομα: Για τα πανεπιστήμια. Σε 5 τόμους Τ. III. Ηλεκτρική ενέργεια. - 4η έκδ., στερεοφωνικό. - Μ.: FIZMATLIT; MIPT, 2004. - 656 σελ. - ISBN 5-9221-0227-3; 5-89155-086-5. Παράγραφος §138.

δείτε επίσης

αεροπλάνο κύμα

Ίδρυμα Wikimedia. 2010 .

Δείτε τι είναι το "Wave Surface" σε άλλα λεξικά:

επιφάνεια κύματος- επιφάνεια ενός φωτεινού κύματος Επιφάνεια στην οποία οι φωτεινές δονήσεις έχουν την ίδια φάση σε όλα τα σημεία. [Συλλογή προτεινόμενων όρων. Τεύχος 79. Φυσική οπτική. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ. Επιτροπή Επιστημονικής και Τεχνικής Ορολογίας. 1970]…… Εγχειρίδιο Τεχνικού Μεταφραστή

επιφάνεια κύματος- bangos paviršius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. επιφάνεια κύματος vok. Wellenflache, f rus. επιφάνεια κύματος, f pranc. επιφάνεια d’onde, f … Fizikos terminų žodynas

Το ύφος αυτού του άρθρου δεν είναι εγκυκλοπαιδικό ή παραβιάζει τους κανόνες της ρωσικής γλώσσας. Το άρθρο θα πρέπει να διορθωθεί σύμφωνα με τους στυλιστικούς κανόνες της Wikipedia. Περιεχόμενα ... Wikipedia

- (PPE), δυναμική συνάρτηση (δυναμικό) της αλληλεπίδρασης ατομικών πυρήνων σε απομόνωση. μόριο ή χημ. ένα σύστημα που αποτελείται από αλληλεπιδρώντα άτομα και (ή) μόρια. Ένα σύστημα που περιέχει άτομα Na έχει γενικά z Ch3N Ch6 ext. βαθμοί ελευθερίας... Χημική Εγκυκλοπαίδεια

Johnson, 1919, μια υποθετική υποβρύχια πεπλατυσμένη επιφάνεια που μπορεί να σχηματιστεί με απεριόριστη τριβή, ικανή να αποκόψει το νησί και ολόκληρη την ηπειρωτική χώρα στο βάθος της μέγιστης πρόσκρουσης των κυμάτων του ωκεανού (έως 50 100 m). Σύμφωνα με τα σύγχρονα ...... Γεωλογική Εγκυκλοπαίδεια

Φούρνος μικροκυμάτων Ο φούρνος μικροκυμάτων είναι μια οικιακή ηλεκτρική συσκευή σχεδιασμένη για γρήγορο μαγείρεμα ή γρήγορο ζέσταμα τροφίμων, καθώς και για απόψυξη τροφίμων. Λειτουργεί σε συχνότητα 2450 MHz. Σε αντίθεση με άλλες συσκευές (για παράδειγμα ... Wikipedia

Αυτός ο όρος έχει άλλες έννοιες, βλέπε Κύμα (έννοιες). Ένα κύμα είναι μια αλλαγή στην κατάσταση ενός μέσου ή ενός φυσικού πεδίου (διαταραχή), που διαδίδεται ή ταλαντώνεται στο χώρο και στο χρόνο ή στο χώρο φάσης. Με άλλα λόγια, ... ... Wikipedia

Φαινόμενο Cherenkov Vavilov, η εκπομπή φωτός από ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σωματίδιο που συμβαίνει όταν κινείται σε ένα μέσο με ταχύτητα που υπερβαίνει την ταχύτητα φάσης του φωτός σε αυτό το μέσο (η ταχύτητα διάδοσης των κυμάτων φωτός). Ανακαλύφθηκε το 1934 P. ... ...

- (Φαινόμενο Cherenkov Vavilov, μερικές φορές ονομάζεται ακτινοβολία Vavilov Cherenkov) ακτινοβολία φωτός από ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σωματίδιο που συμβαίνει όταν κινείται σε ένα μέσο με έναν στύλο. ταχύτητα; υπερβαίνει την ταχύτητα φάσης του φωτός σε αυτό το μέσο (ταχύτητα ... ... Φυσική Εγκυκλοπαίδεια

Περιοχή συνόρων της οπτικής και της κρυσταλλικής φυσικής, που καλύπτει τη μελέτη των νόμων της διάδοσης του φωτός στους κρυστάλλους. Χαρακτηριστικά φαινόμενα για τους κρυστάλλους που μελέτησε ο Κ. είναι: διπλή διάθλαση, πόλωση φωτός, περιστροφή του επιπέδου ... Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια