Скорость света фазовая

В эксперименте всегда измеряется групповая скорость света, поскольку, как уже указывалось, практически все приемники света реагируют на усредненное значение квадрата напряженности электрического поля < >. Кроме того, в любом опыте ио определению скорости электромагнитных волн тем или иным способом формируется импульс света, который затем регистрируется. В отличие от групповой скорости света фазовую скорость нельзя измерить непосредственно. Эту величину определяют из соотношения v = n. [c.89]

Прямые измерения скорости света сводятся к измерению расстояния, проходимого световым сигналом за определенный промежуток времени. Из изложенного выше следует, что этот метод практически дает групповую скорость. То же самое, как показывает подробный анализ, относится ко всем известным косвенным методам измерения скорости света. Фазовую скорость, точнее — отношение фазовых скоростей в двух различных средах, можно определить по отношению показателей преломления, используя формулу волновой теории (3.7), в которую входят фазовые скорости света в рассматриваемых средах (см, 64). [c.62]

V —скорость света (фазовая) в среде, v — jn г rp — групповая скорость к — волновой вектор m — вектор рефракции [c.11]

Как следует из электромагнитной теории света, показатель преломления, определенны.й как отношение скорости света в пустоте к фазовой скорости света в данной среде, равняется квадратному [c.22]

Поглощение света. Как следует из (11.15) и (11.16), поляризуемость атома и показатель преломления среды являются комплексными величинами. Это, как легко убедиться, означает, что при распространении плоской волны в данной среде помимо фазы меняется также и амплитуда. Если изменение фазы приводит к различию фазовой скорости света в среде от скорости света в вакууме, в ре- [c.271]

Как следует из (18.12), распространение сильного светового поля в среде в отличие от линейной оптики приводит к изменению в общем случае комплексного показателя преломления в зависимости от интенсивности света, в результате чего происходят пропорциональные интенсивности поля изменения как фазовой скорости света в среде, так и коэффициента поглощения. Другими словами, при распространении сильного светового поля в среде создается новое условие для распространения света самим же светом, т. е. возникает эффект взаимодействия. [c.397]

Заслуживает особого упоминания случай и > с (фазовая скорость больше скорости света в вакууме), который не противоречит теории относительности, ограничивающей лишь скорость сигнала (групповую скорость). С фазовой скоростью и распространяется в среде немодулированная волна. Для передачи какой-то информации нужно промодулировать волну, причем экспериментальное значение скорости сигнала не может превосходить скорости света в вакууме. В дальнейшем рассмотрены случаи, когда п < 1,, т. е. и > с (например, для радиоволн в ионосфере, при исследовании рентгеновских лучей и-др.). [c.51]

V, превышающей фазовую скорость света и= — в данном веществе, [c.29]

Из изложенной кратко теории Максвелла следует, что электромагнитное возмущение должно распространяться в диэлектрике со скоростью V = с/ / ер,. Для вакуума е = р, = 1, т. е. скорость распространения в нем электромагнитной волны с = 3-10 м/с, другими словами, она совпадает со скоростью света. Это основное заключение привело Максвелла к мысли, что свет представляет собой электромагнитное явление. Написанное выше соотношение Максвелла и = позволяет определить также фазовую скорость [c.39]

Фазовая и групповая скорости света [c.427]

При введении понятия групповой скорости мы ограничились случаем не очень большой дисперсии, ибо в противном случае импульс быстро деформируется и понятие групповой скорости теряет смысл. Так, например, вблизи полосы поглощения вещества, где фазовая скорость очень сильно меняется с частотой, формула (125.1) могла бы дать для и значение, большее скорости света [c.430]

Отметим, наконец, что разнообразные выводы теории относительности приводят к заключению о невозможности распространения какого-либо воздействия или сигнала со скоростью, большей скорости света в вакууме с. В кажущемся противоречии с этим заключением стоит тот факт, что в диспергирующей среде показатель преломления п может быть меньше единицы, так что фазовая скорость с будет больше скорости с. Однако надо иметь в виду, что фазовая скорость не может определять скорость передачи сигнала или действия, ибо она характеризует бесконечную синусоиду, все части которой идентичны. Вызвав какое-либо искажение на синусоиде, мы могли бы сигнализировать, но тем самым будет нарушена монохроматичность, и сигнал будет распространяться не со скоростью фазы, а с так называемой скоростью сигнала, которая меньше с (ср. 125). [c.466]

Особенно важное значение имеет случай специального свечения, наблюдаемого под действием радиоактивных излучений (Р- и у-лучи). Как показал П. А. Черенков (1934 г.), работавший под руководством С. И. Вавилова, свечение такого рода возникает у весьма разнообразных веществ, в том числе и у чистых жидкостей. Обнаружив, что это свечение не испытывает тушения, Вавилов пришел к мысли, что оно не является люминесценцией, как считалось ранее, и связал его происхождение с движением электронов через вещество. Полное разъяснение явления было дано в теоретическом исследовании И. Е. Тамма и И. М. Франка (1937 г.), которые показали, что свечение должно иметь место, если скорость электрона превосходит фазовую скорость света в данном веществе. [c.761]

Итак, мы видим, что направление максимальной интенсивности определится углом 6 образующей конуса с его осью OL, удовлетворяющим условию os 6 = iv. Если V <.с, т. е. скорость электрона ниже фазовой скорости света, то соответствующее направление б невозможно. Наоборот, при о > с угол б имеет вполне определенное значение, зависящее от скорости электрона (v) и показателя преломления среды (п) в согласии с полной теорией и опытными данными. [c.763]

Эффекты, сходные с излучением Вавилова — Черенкова, хорошо известны в области волновых явлений. Если, например, судно движется по поверхности спокойной воды (озера) со скоростью, превышающей скорость распространения волн на поверхности воды, то возникающие под носом судна волны, отставая от него, образуют плоский конус волн, угол раскрытия которого зависит от соотношения скорости судна и скорости поверхностных волн. При движении снаряда или самолета со сверхзвуковой скоростью возникает звуковое излучение ( вой ), законы распространения которого также связаны с образованием так называемого конуса Маха . Явления эти осложняются нелинейностью аэродинамических уравнений. В 1904 г. Зоммерфельд рассчитал электродинамическое (оптическое) излучение подобного рода, которое должно возникать при движении заряда со скоростью, превышающей скорость света. Однако через несколько месяцев после появления работы Зоммерфельда создание теории относительности сделало бессмысленным рассмотрение движения заряда со скоростью, превышающей скорость света в пустоте, и расчеты Зоммерфельда казались лишенными интереса. Физическая возможность появления свечения Вавилова — Черенкова связана с движением электрона со скоростью, превышающей фазовую скорость световой волны в среде, что не стоит ни в каком противоречии с теорией относительности. [c.764]

Здесь введены обозначения аж=с/Уех, ау — с1 гу, йг= = с/Уб7, которые называются главными скоростями распространения света в кристалле. Уравнение (17.14) называется уравнением Френеля для фазовой скорости света в кристалле. [c.44]

В заключение отметим, что при определении скорости света измеряется групповая скорость и, которая лишь для вакуума совпадает с фазовой. [c.203]

Равномерно движущийся в среде электрический заряд может излучать электромагнитную волну при условии, что скорость движения заряда больше фазовой скорости света в данной среде. Следует подчеркнуть, что речь идет о фазовой скорости света, поэтому здесь нет никакого противоречия с теорией относительности, которая оперирует скоростью света в вакууме, являющейся предельной скоростью движения в природе. [c.263]

Таким образом, направление максимальной интенсивности излучения Черенкова — Вавилова определяется углом 0 между образующей конуса и его осью OL, удовлетворяющим условию (34.17). Если н<с, т. е. скорость электрона меньше фазовой скорости света, то соответствующее направление 0 невозможно. В этом случае траекторию электрона можно разбить на такие отрезки, чтобы от крайних точек каждого из них волны приходили в точку Р с разностью хода, равной к. Волны, приходящие от всех точек каждого из таких отрезков, полностью погасят друг друга вследствие интерференции. Значит, то же произойдет и с волнами, приходящими от всех точек среды, лежащих на пути движения электрона. Таким образом, в направлениях, определяемых условием (34.17), электрон (точнее, среда, в которой он движется) излучает электромагнитные волны, а в остальных направлениях излучения не будет. [c.265]

Моду открытого резонатора можно представить в виде двух световых пучков, распространяющихся в противоположных направлениях вдоль оси резонатора и переходящих друг в друга при отражении от его зеркал. Фазовая скорость света для этих пучков зависит от распределения поля в их поперечном сечении и, вообще говоря, не равна фазовой скорости для однородной плоской волны и = с/р, (ц — показатель преломления среды, заполняющей резонатор). Резонансная частота колебаний определяется требованием, чтобы на длине резонатора укладывалось целое число полуволн. [c.283]

Однако это не составляет какого-либо противоречия с теорией относительности, которая запрещает существование скоростей, больших скорости света. Утверждение теории относительности справедливо лишь для процессов, связанных с переносом массы и энергии. Фазовая же скорость волны не характеризует скорость переноса энергии и массы частицы. Их перенос характеризуется скоростью частицы, которая определяется не фазовой, а групповой скоростью волн де Бройля. [c.57]

Волна де Бройля описывает волновые свойства микрочастиц, но не свидетельствует о возможности представления микрочастиц волнами. Микрочастицы нельзя также представить волновым пакетом. Волны де Бройля обладают дисперсией в свободном пространстве (в вакууме). Групповая скорость волны де Бройля равна скорости микрочастицы, а ее фазовая скорость всегда больше скорости света. [c.58]

Фазовая скорость Оф в волноводе зависит от частоты. Эта зависимость приведена на рис. 10.3. При о)->оо Оф стремится к скорости света с, т. е. условия распространения в волноводе приближаются к условиям распространения волны в свободном пространстве. При (В -> Уф 00 [c.327]

Значение уравнения в частных производных Гамильтона в теории распространения волн. Выше было выяснено, что уравнение в частных производных Гамильтона (8.7.17) в оптике выражает принцип Гюйгенса в дифференциальной форме. Хотя принцип Гюйгенса основан на предположении о волновом характере движения, построение с помощью этого принципа последовательности волновых фронтов является методом геометрической, а не физической оптики. Для того чтобы более глубоко изучить связь между уравнением в частных производных Гамильтона и принципами физической оптики, мы несколько преобразуем определение волнового фронта. До сих пор мы рассматривали волновые поверхности в связи с распространением элементарных световых возбуждений в геометрической оптике, однако они имеют не меньшее значение и в физической оптике при изучении распространения световой волны определенной частоты. При этом волновые поверхности могут быть определены как поверхности равной фазы. Скорость распространения света является в то же время скоростью распространения фазового угла, например ф, в направлении, перпендикулярном волновым поверхностям. [c.315]

Кх = о/с — отношение круговой частоты световых колебаний к фазовой скорости света с = со/пд, Се — структурная характеристика состояния атмосферы х — координата вдоль хода луча. [c.94]

У. с бегущей волной применяют в осн. для ускорения лёгких частиц (электронов и позитронов), скорость к-рых уже при небольших энергиях мало отличается от скорости света. Фазовая скорость эл.-магн. волн в вакуумных волноводах всегда превышает скорость света нагружая волноводы системой перфорир. диафрагм, можно замедлить скорость волны, но не очень сильно. Поэтому для ускорения медленных частиц У. с бегущей волной не применяют. [c.248]

В XIX в. появилась возможность точного измерен[ия скорости света и в каком-либо веществе (газообразном или жидком). Из таких измерений можно определить с/и = пи сравнить его с табличным значением показателя преломления для данного вещества, получаемого из основанных на использовании закона преломления измерений, которые можно провести с большой точностью. Обычно значения п ---- sin ф/.sin ср2 хорошо согласуются со значениями, найденными из измерений скорости света, но в некоторых случаях возникают расхождения. Так, например, для показателя преломления сероуглерода вместо п = 1,64 было получено значение 1,76, что выходит за пределы допустимой погрешности измерений. Это является следствием значительных трудностей, неизбежно возникаюпхих при описании движения импульса в среде, в которой показатель преломления зависит от частоты, т. е. в диспергирующей среде. В таком случае кроме фазовой скорости нужно ввести euie групповую скорость, характеризующую скорость распространения всей группы волн, к рассмотрению которой мы переходим. [c.46]

Для излучения электромигнитной энергии в ьикууме обязательно ускоренное движение заряда. Ниже показано (см. 4.8), что при движении заряда н среде с постоянной скоростью ч. большей фазовой скорости света и с/п, также может излучаться энергия (эффект Вавилова-Черенкова). [c.58]

Рис. 4.6 показывает, что на участке ВС показатель преломления убывает при возрастании частоты и после перехода через центр линии поглощения (т = то) становится меньше единицы. Это значит, что в данных условиях фазовая скорость волны больше скорости света в вакууме. Мы уже сталкивались с под<збными явлениями, и выше указывалось, что соотношение и > с не противоречит теории относительности, запрет которой U < с) не распространяется лишь на скорость переноса энергии. Однако нужно предостеречь читателя от попыток оценить для этого случая скорость и, используя формулу Рэлея. Детальное исследование показывает, что такие оценки некорректны при столь резких изменениях показателя преломления, которые происходят вблизи линии поглощения, и в этом случае необходимо различать групповую скорость волн и скорость сигнала (см. 1.4). [c.151]

Черепковские счетчики. Действие этих счетчикот основано на использовании свечения Череикова—Вавилова, возникающее под влиянием заряженной частицы, движущейся со скоростьЕо v, превышающей фазовую скорость света в данном веществе. [c.44]

Я перенес главу, посвященную основным фотометрическим понятиям, во введение, желая использовать правильную терминологию уже при описании явлений интерференции и оставив в отделе лучевой оптики лишь вопросы, связанные с ролью оптических инструментов при преобразовании светового потока. Заново написаны многие страницы, посвященные интерференции, в изложении которой и во втором переработанном издании осталось много неудовлетворительного. Я постарался сгруппировать вопросы кристаллооптики в отделе VIII, хотя и не счел возможным полностью отказаться от изложения некоторых вопросов поляризации при двойном лучепреломлении в отделе VI, ибо основные фактические сведения по поляризации мне были необходимы при изложении вопросов прохождения света через границу двух сред, с которых мне казалось естественным начать ту часть курса, где проблема взаимодействия света и вещества начинает выдвигаться на первый план. Я переработал изложение астрономических методов определения скорости света и добавил некоторые новые сведения о последних лабораторных определениях этой величины. Гораздо больше внимания уделено аберрации света. Рассмотрены рефлекторы и менисковые системы Д. Д. Максутова. Значительным изменениям подверглось изложение вопроса о разрешающей способности микроскопа я постарался отчетливее представить проблему о самосветя-щихся и освещенных объектах. Точно так же значительно подробнее разъяснен вопрос о фазовой микроскопии, приобретший значительную актуальность за последние годы. [c.11]

Рэлей показал, что в известных методах определения скорости света мы, по самой суш,ности методики, имеем дело не с непрерывно длящейся волной, а разбиваем ее на малые отрезки. Зубчатое колесо и другие прерыватели в методе прерываний дают ослабляющееся и нарастающее световое возбуждение (см. рис. 1.9), т. е. группу волн. Аналогично происходит дело и в методе Рёмера, где свет прерывается периодическими затемнениями. В методе вращающегося зеркала свет также перестает достигать наблюдателя при достаточном повороте зеркала. Во всех этих случаях мы в диспергирующей среде измеряем групповую скорость, а не фазовую. [c.431]

Рэлей полагал, что в методе аберрации света мы измеряем непосредственно фазовую скорость, ибо там свет не прерывается искусственно. Однако Эренфест (1910 г.) показал, чт наблюдение аберрации света в принципе не отличимо от метода Физо, т. е. тоже дает групповую скорость. Действительно, аберрационный опыт можно свести к следующему. На общей осп жестко закреплены два диска с отверстиями. Свет посылается по линии, соединяющей эти отверстия, и достигает наблюдателя. Приведем весь аппарат в быстрое вращение. Так как скорость света конечна, то свет не будет проходить через второе отверстие. Чтобы пропустить свет, необходимо повернуть один диск относительно другого на угол, определяемый отношением скоростей дисков и света. Это — типичный аберрационный опыт однако он ничем не отличается от опыта Физо, в котором вместо двух вращающихся дисков с отверстиями фигурирует один диск и зеркало для поворота лучей, т. е. по существу два диска реальный и его отражение в неподвижном зеркале. Итак, метод аберрации дает то же, что и метод прерываний, т. е. групповую скорость. [c.431]

Расчет показывает, что рассматриваемое излучение и связанное с ним торможение возникают только в том случае, когда скорость электрона v больше фазовой скорости света в среде с, и прекращаются, когда скорость электрона уменьшается до этой скорости (т. е. ц = с). Рассчитав электрическое и магнитное поля движущегося со сверхсветовой скоростью электрона и образовав вектор Пойн-тинга, можно вычислить поток радиации, излучаемой электроном. При этом обнаруживается своеобразное распределение излучения в пространстве в виде узкого конического слоя, образующая которого составляет с осью движения угол б, так что os 6 = dv, где с = jn — фазовая скорость света излучение оказывается поляризованным так, что его электрический вектор лежит в плоскости, проходящей через направление движения электрона. Все эти выводы теории оказались в хорошем соответствии, не только качественном, но и количественном, с результатами наблюдения свечения Вавилова — Черенкова. [c.762]

Очень своеобразный неупругий электромагнитный процесс был открыт в 1934 г. советским физ1И1ком П. А. Черенковым. При движении заряженных частиц со скоростью, превышающей фазовую скорость света с/п (п — показатель преломления в данной среде), наблюдается резко направленное свечение [c.256]

Чтобы представить, как распространяются плоские световые волны в кристалле и как меняется фазовая скорость волны в зависи.мости от изменения направления нормали к волне, рассмотрим распространение волны из некоторой точки О внутри кристалла (рис. 17.17). Будем откладывать фазовую скорость света в виде радиуса-вектора по всем возможным направлениям нормали к волне. Тогда через концы нормальных скоростей мож-нр провести поверхность, которую называют поверхностью нормалей. Поверхность нормалей имеет двупо-лостный характер. Пересечение радиуса-вектора с поверхностью нормалей дает два значения скорости и 02, что соответствует распространению в заданном направлении двух плоских световых волн. Скорости по осям А, у, г соответственно равны йу и а , х и аг, йу и а . [c.45]

Графики функций 2п х и п (1—х ) от частоты, которые в основных чертах показывают изменение коэффициента поглощения и ход показателя преломления вблизи о) = (0о, представлены на рис. 21.11. Из рисунка видно, что кривая с разрывом в точке со = соо (см. рис. 21.10), полученная в предположении, что затухание отсутствует (у = 0), трансформировалась при учете поглощения в непрерывную кривую АВСВ. Такая кривая носит название кривой дисперсии. На участке ВС данной кривой показатель преломления убывает с возрастанием частоты. Этот участок и характеризует аномальную дисперсию. При переходе через центр линии поглощения (м = соо) показатель преломления становится меньще единицы. Значит, в данных условиях фазовая скорость волны больще скорости света в вакууме п>с, что не противоречит теории относительности, накладывающей строгий запрет только на скорость переноса энергии. [c.97]

Основываясь на результатах этих экспериментов, Вавилов пришел к выводу, что обнаруженное свечение не является люминесценцией, а связано с движением через вещество электронов, которые выбиваются уквантами из атомов. Излучение с подобными свойствами вызывалось также потоком быстрых электронов в виде (3-лучей радиоактивных веществ. При этом было установлено, что излучение Чершгкова — Вавилова обладает определенной направленностью оно испускается только вперед под определенным углом к направлению распространения у-лучей, в то время как люминесценция излучается равномерно по всем направлениям. Это свойство и легло в основу правильного объяснения излучения Черенкова — Вавилова, вызываемого электронами, движущимися со скоростью, большей фазовой скорости света в веществе. Теория этого явления была разработана в 1937 г. Таммом и Франком. [c.264]

Своеобразную особенность излучения Черенкова — Вавилова — его угловое распределе11ие — можно получить из следующих общих соображений. Допустим, что в прозрачной однородной среде с показателем преломления п движется электрон с постоянной скоростью V. Своим полем движущийся электрон возбуждает атомы и молекулы среды, которые становятся центрами излучения электромагнитных волн. При равномерном движении электрона эти волны когерентны и могут интерферировать между собой. Если скорость электрона V больше фазовой скорости света в среде с-=Со1п (со — скорость света в вакууме), то волны, исходящие от электрона в различные моменты времени, при определенных условиях могут приходить в точку наблюдения одновременно. [c.264]

Для наблюдения излучения Черенкова — Вавилова может быть использована установка, изображенная на рис. 34.14. Жидкость в сосуде С облучается потоком у-квантов большой энергии (порядка 1 МэВ и выше). Выбитые из жидкости электроны принимают на себя большую часть энергии у-квантов и движутся в направлении OL со скоростью, превышающей фазовую скорость света в жидкости. Возбуждаемое электронами свечение Черенкова — Вавилова распространяется в направлени- [c.265]

Своеобразным по принципу действия является черепковский счетчик. Принцип его действия основан на эффекте Черенкова. Этот эффект, как мы уже говорили в гл. VIII, 5, п. 5, состоит в том, что заряженная частица, движущаяся в среде со скоростью v, превышающей фазовую скорость света с/п (п — показатель преломления), [c.502]

Осн. свойство В.— существование в нём дискретного (при не очень сильном поглощении) набора нормальных волн (мод), распространяющихся со своими фазовыми и групповыми скоростями. Почти все моды обладают дисперсией, т. е. их фазовые скорости зависят от частоты и отличаются от групповых скоростей. В экраниров. В. фазовые скорости обычно превышают скорость распространения плоской однородной волны в заполняющей среде (скорость света, скорость звука), эти волны наз. быстрыми. При неполном экранировании они могут просачиваться сквозь стенки волновода, переизлучаясь в окружающее пространство. Это т. н. утекающие волны. В открытых В., как правило, распространяются медленные волны, амплитуды к-рых быстро убывают при удалении от направляющего канала. Каждая мода характеризуется предельной частотой наз. критической мода может распространяться и переносить вдоль В. поток энергии [c.305]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...