Свет электромагнитная теория

Другой проблемой XIX в. была природа светового излучения. Существовали две основные теории, подтвержденные надежными экспериментальными наблюдениями. Такое наблюдаемое свойство как дифракция, свидетельствовало о том, что свет подчиняется закону упругих волн и его почти полностью можно объяснить электромагнитной теорией Максвелла. Однако фотоэлектрический эффект чужд волновой теории света и мог быть объяснен только при условии допущения корпускулярной природы света. [c.71]

Теория Максвелла установила связь между электрическим, магнитным и оптическим параметрами среды. Однако поскольку, по Максвеллу, е и р. — величины, не зависящие от длины волны света, то явление дисперсии (зависимость показателя преломления от длины волны) оставалось необъясненным в рамках электромагнитной теории. Этот пробел был заполнен после того, как Лорентц предложил электронную теорию, согласно которой диэлектрическая проницаемость среды зависит от длины волны падающего света. [c.7]

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ТЕОРИЯ СВЕТА [c.21]

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]

Эти формулы называются формулами Френеля. Впервые они были выведены Френелем в 1823 г. на основе его теории, согласно которой свет представляет собой колебание упругой среды — эфира. Свободный от противоречий вывод формулы Френеля, как мы видели выше, основан на электромагнитной теории света, где световые колебания отождествляются с колебаниями электрического вектора. Если обратить внимание на тот факт, что действия света в основном обусловлены электрическим (световым) вектором, то подобное отождествление можно считать законным. [c.49]

Показатель преломления найдем, исходя из основного соотношения электромагнитной теории света п = а, справедливого для изотропной и прозрачной сред, которое считаем справедливым и при наличии дисперсии. [c.270]

Давление света с точки зрения электромагнитной теории. Мысль о том, что свет при встрече с телами должен оказывать на них давление, была высказана еще Кеплером. Форма кометных хвостов объяснялась Кеплером на основе предполагаемого светового давления. [c.349]

На вопрос о природе света и механизме его распространения давала ответ гипотеза Максвелла. Па основании совпадения экспериментально измеренного значения скорости света в вакууме со значением скорости распространения электромагнитных волн Максвелл высказал предположение, что свет — электромагнитные волны. Эта гипотеза подтверждается многими экспериментальными фактами. Представлениям электромагнитной теории света полностью соответствуют экспериментально открытые законы отражения и [c.263]

Объяснить основные законы фотоэффекта на основе электромагнитной теории света не удалось. [c.301]

Время запаздывания по расчетам на основе электромагнитной теории света должно быть весьма значительным, по крайней мере, должно составлять несколько десятков минут. В действительности же фотоэффект [c.301]

Электромагнитная теория света не могла объяснить независимость энергии фотоэлектронов от мощности светового излучения, существование красной границы фотоэффекта, пропорциональность кинетической энергии фотоэлектронов частоте света. [c.301]

Это выражение (2.8) обычно называется в оптике законом Снеллиуса. Хорошо известно, что законы отражения и преломления световых волн служат основой геометрической оптики. Мы видим, что в электромагнитной теории света эти законы получаются в самом общем виде без введения каких-либо специальных предположений, как следствие записанных выше граничных условий для уравнений Максвелла. Они справедливы для электромагнитных волн в любом диапазоне частот. [c.82]

Закончим изложение физических явлений, связанных с отражением электромагнитной волны, рассмотрением причин возникновения давления света. Расчет этого весьма общего явления впервые был проведен Максвеллом для случая отражения световой волны от поверхности металла. Экспериментальное подтверждение расчета П. Н. Лебедевым сыграло большую роль в утверждении электромагнитной теории снега. [c.107]

Значение этого утверждения в полной мере проявляется в фотонной теории (см. 8.5). На данном этапе изложения материала представляется важным отметить, что существование светового давления и связанного с ним понятия импульса электромагнитного поля может быть доказано в рамках электромагнитной теории света. [c.111]

Двумя приведенными примерами можно ограничиться для иллюстрации столь простого и удобного метода построения волнового фронта и определения направлений обыкновенного и необыкновенного лучей. При построении Гюйгенса наглядно выявляется несовпадение необыкновенного луча с нормалью к волновому фронту в кристалле. Но при общей характеристике метода Гюйгенса необходимо учитывать его недостаточность по сравнению с электромагнитной теорией света. В самом деле, теория Гюйгенса [c.133]

В целом в современной физике построение Гюйгенса может рассматриваться как следствие электромагнитной теории света, существенно облегчающее ее применение для решения многих конкретных задач. [c.134]

Соединение электронных явлений и электромагнитной теории света является заслугой Лоренца — крупнейшего физика, работавшего на рубеже XIX и XX вв., хотя появлению этой фундаментальной теории предшествовал ряд наблюдений, опытов и попыток их обобщения. Создание электронной теории дисперсии послужило шагом к развитию феноменологической электромагнитной теории путем дополнения ее анализом микропроцессов, происходящих в веществе под действием светового поля. Такое описание приводит к хорошему согласию эксперимента и теории, базирующейся на представлениях классической физики. Вопрос в том, как трансформируются введенные понятия при квантовом описании процессов в веществе, требует обсуждения. [c.135]

Идея расчета, впервые проведенная Лоренцем, предельно проста для получения зависимости показателя преломления кар ого-либо вещества от частоты падающего на него света нужно найти вектор поляризации Р этого вещества, создаваемый полем световой волны Е. Затем вычисляют вектор электростатической индукции D = Е + 4т Р и определяют г. = D/E. Используя основное соотношение электромагнитной теории света п = получают искомую зависимость п(ш). [c.139]

Итак, МОЖНО считать, что в рамках феноменологической электромагнитной теории света вращение плоскости поляризации получило объяснение. Однако эта теория не способна объяснить, почему скорость волны в правовращающем веществе отлична от ее скорости в левовращающем. [c.158]

Электромагнитная теория света, заменившая старую волновую теорию, позволила существенно упростить постановку задачи. Но при ее применении к проблеме интерференции возникают трудности, связанные с тем, что в оптике, как правило, имеют дело не с монохроматическими волнами, а с импульсами, или волновыми пакетами. "Синусоидальная идеализация", которая оказалась вполне пригодной для описания широкого класса явлений, рассмотренных в предыдущих разделах, требует видоизменения при истолковании более тонких интерференционных эффектов. [c.175]

Резюмируя, можно утверждать, 4jo введение понятия эйконала и вывод основных уравнений (для А —> О позволили строго обосновать взаимосвязь геометрической оптики и электромагнитной теории света. Выявилось также, что постулаты, часто используемые для обоснований построений и законов геометрической оптики (например, принцип Ферма), могут рассматриваться как прямые следствия общей теории распространения электромагнитных волн и целесообразность их применения определяется лишь удобством решения тех или иных задач. [c.277]

Ограничимся приведенными данными, считая основания геометрической оптики и ее связь с электромагнитной теорией света охарактеризованными достаточно полно, а приведенные сведения о построении изображений — достаточными для самостоятельного решения различных задач геометрической оптики. [c.281]

В этой главе,. завершающей изложение основ электромагнитной теории света, прежде всего рассмотрены классические опыты Физо и Майкельсона, проведенные в конце XIX в. и многократно повторявшиеся в XX в. Цель экспериментов состояла в выяснении возможности установления существования абсолютного движения , т.е. движения тел относительно некоторой среды ( светоносного эфира ), которая может служить единой системой отсчета. Неоднозначность толковании прецизионных опытов (в частности, отрицательного результата знаменитого опыта Майкельсона) нацело снимается при формулировке Эйнштейном в 1905 г. исходных постулатов специальной теории относительности, а дальнейшее развитие этой теории привело к кардинальным изменениям всей классической физики. [c.363]

Электромагнитная теория, дополненная электронными явлениями и учетом релятивистских эффектов, была в начале XX в. единственной теорией света. Проблемы, служившие непреодолимой преградой для развития старой волновой теории, были решены с удивительной простотой и ясностью. Результаты приложения электромагнитной теории к решению самых разнообразных физических задач являлись иллюстрацией, казалось бы, неограниченных возможностей новой волновой оптики. [c.399]

Но именно в это время возникли задачи, решение которых в рамках электромагнитной теории оказалось невозможным. Так, например, были безуспешны все попытки количественно описать явление равновесного теплового излучения, а безупречный с позиций классической физики вывод формулы Рэлея-Джинса приводил к абсурдному результату. Смелая гипотеза Планка привела к решению этой проблемы и позволила сформулировать основы новой теории света, которую обычно называют физикой фотонов или квантовой оптикой. [c.399]

Этот процесс ломки старых понятий явился началом новой эры в развитии физики. При этом выявилась недостаточность некоторых представлений, которые на рубеже XX в. казались незыблемыми. Рассмотрению фундаментальных проблем, определяющих границы применимости электромагнитной теории света, и посвящена эта глава. [c.399]

Докажите наличие двойного лучепреломления в одноосном кристалле с позиций электромагнитной теории света. [c.456]

Описание процесса т е п л о в о г о излучения,, Все тела, температура которых отлична от абсолютного нуля, непрерывно излучают и поглощают лучистую. энергию. Излучение имеет двуединую корпускуляр-нонволновую природу. В связи с этим лучистый теплообмен между телами рассматривают как с позиций электромагнитной теории света, так и с позиций квантовой теории излучения. [c.12]

Значительным шагом в развитии теории света явилась теория, разработанная Максвеллом во второй половине XIX в. на основе работ Кулона, Ампера, Фарадея, Вебера, Кольрауша и др. Обобщая известные факты, Максвелл выдвинул электромагнитную теорию света, согласно которой световые волны представляют собой не что иное, как электромагнитные волны высокой частоты. Им была предложена система дифференциальных уравнений, описывающая электромагнитные волн151. [c.7]

Теория Планка, хотя и противоречила духу классической физики, подтверждалась опытными фактами и смогла решить задачу теплового излучения абсолютно черных тел. Следует отметить, что квантовая теория Планка совершенно не нуждается в понятии эфирной среды . Таким образом, к началу XX в. наряду с электромагнитной теорией возродилась корпускулярная теория света, но, безусловно, отличЕ1ая от корпускулярной теории Ньютона. [c.8]

Давление света вытекает также из электромагнитной теории света. Действительно, положим, что плоская световая волна падает нормально на поверхность металла, совпадающую с плоскостью чертежа (рис. 15.8). Электрический и магнитный векторы, очевидно, будут располагаться в плоскости поверхности, на которую падает свет Перемещаясь под действием элеетрического вектора против Е, свободные электроны образуют ток плотностью /. Со стороны магнитного вектора светового поля согласно закону Ампера дей- [c.349]

Метод Фуко. В 1850 г. Фуко, видоизменив метод Физо, заменил зубчатое колесо вращающимся восьмигранным зеркалом. Такая замена позволила осуществить лучшую фокусировку света и увеличить его интенсивность. Самая надежная величина скорости света, полученная Фуко (в 1862 г.), равна (298 ООО 500) км/с. Опыты И. Физо и Л. Фуко вооружили ученых более точными знаниями о ско))ости света. Оказалось, что с ней практически совпадает скорость распространения электромагнитных волн, вычисленная Максвеллом из общих уравнений электромагнитного поля. Это послужило толчком к развитию электромагнитной теории света. В 1927 г. Майкельсон применил более усовершенствованную схему метода с вращающимся зеркалом и, используя базисное расстояние, равное 35,5 i m (расстояние между горами Вильсон и Сан-Лнтонио в Калифорнии), получил более точное значение для величины скорости света, чем все его предшественники, равное [c.417]

Корпускулярно-волновой дуализм, Законы фотоэффекта, явления взаимодействия света с веществом электромагнитная теория света объяснить не может. В XX в. в физике утвердились представления о корпускулярноволновом дуализме свойств света. [c.264]

Согласно электромагнитной теории под действием света, падающего, например, на поверхность твердого тела, должны приходить в вынужденные колебания одновременно все электроны в слое вещества та1сой толщины, на которую проникает в него электромагнитная (световая) волна. [c.301]

Завершает изложение основ электромагнитной теории света рассмотрение оптических экспериментов с движущимися телами. Здесь кратко охарактеризованы экспериментальные основания специальной теории относительности и проанализированы следствий гюстулатов Эйнштейна, позволяющие полностью истолковать все корректные опыты, как предшествовавшие созданию этой фундаментальной теории, так и выполненные во второй половине XX в. Подробно рассмотрены приложения эффекта Доплера, позволяющие выявить особенности оптических. экспериментов и невозможность использования гипотетического эфира даже в качестве системы отсчета. [c.8]

Расширен раздел курса, иосвя1Ценный рассмотрению основ фотонной теории, позволивший характеризовать важнейшее свойство света - его дуализм - и оценить границы применимости электромагнитной теории света, изложению которой посвящены основные разделы этой книги. Кроме того, включение сведений о термодинамике излучения, формуле Планка, законах фотоэффекта и свойствах приемников света должно способствовать более широкому использованию этого учебного пособия в университетах и втузах. [c.8]

Дальнейшее продвижение по шкале в сторону еще более коротких электромагнитных волн представляется ненужным в рамках нашего курса. Но если даже ограничить шкалу электромагнитных волн, с одной стороны, УКВ, а с другой — рентгеновским излучением, то нужно считаться с тем, что у читателя неизбежно возникает вопрос, можно ли в рамках единой теории как-то связать эти разнородные процессы. Из дальнейшего мы увидим, сколь законны такие опасения, но следует еше раз указать, что классическая электромагнитная теория света — это феноменологическая теория, описываюгцая распространение электромагнитных волн в различных средах без детального анализа микропроцессов, что, конечно, ограничивает объем получаемой информации, но вместе с тем облегчает применение теории к описанию распространения радиации самых различных типов. Для получения необходимых сведений в некоторых случаях придется дополнять теорию соображениями о движении электронов в поле световой волны, обрыве их колебаний и другими предположениями электронной теории, конкретизирующими физическую картину рассматриваемых явлений, как это впервые сделал Лоренц в начале XX в. [c.14]

Мы видим, что электромагнитная теория сразу привела к однозначному выяснению проблемы, представляющей чрезвычайные затруднения в старой волновой теории света. Действительно, опытами Френеля и Араго была экспериментально доказана по-перечность световых волн, но истолконание этих опытов в рамках представлений о распространении упругих волн в эфире было крайне трудно и потребовало введения искусственных предположений, чрезвычайно усложнивших теорию. Сейчас это совер-uieHHo не актуально, светоносный эфир неприемлем не только как конкретная среда, но и как абстрактная система отсчета (см. гл. 7), и отсутствие продольной составляющей свободной электромагнитной волны оказывается простым следствием уравнений Максвелла. Интересен вопрос о возможности экспериментального доказательства этого фундаментального свойства электромагнитных волн. На данном этапе имеет смысл указать на возможность эффектной иллюстрации их поперечности в опытах с современными источниками СВЧ (рис. 1.1). [c.22]

Расхождение данных в табл. 1.2 настолько велико, что здесь очевидно Hajm4ne серьезных физических проблем. В связи с этим следует указать, что показатель преломления п введен пока чисто формально и физический смысл явлений, связанных с изменением скорости света в реальных телах, останется неясным, пока электромагнитная теория не будет дополнена представлениями о колебаниях заряженных частиц. [c.54]

В этой главе рассмотрено действие поля световой волны на движение заряженных частиц, связанных в атоме квази ругими силами. Решение данной задачи позволит понять разнообразные физические явления, истолкование которых невозможно с позиций классической электромагнитной теории света. Так, например, кроме подробно рассмотренной дисперсии вещества, привлечение электронной теории позволяет рассмотреть основы нелинейной оптики, своеобразное свечение ряда веществ при возбуждении их частицами, скорость которых удовлетворяет соотношению и > с/п, количественно исследовать вращемие плоскости поляризации в веществе, помеп енном в продольное магнитное поле, а также решить ряд других актуальных задач. [c.135]

В первую очередь нас интересует дисперсия вещества, т.е. зависимость показателя преломления от длины волны проходящего света. Напомним, что в классической электромагнитной теории света предполагается, что л(1) = onst, однако еще Ньютон поставил опыт, наглядно иллюстрирующий зависимость п(к). В [c.135]

Очевидно, что обоснование подобной зависимости п(Х) для прозрачных тел — это одна из главных задач, которые возникают при соединении электроннЕлх явлений и электромагнитной теории света. [c.136]

Изложение принципа Гюйгенса—Френеля в данном параграфе существенно отличается от приведенного в 3.3, где положение В0ЛН01ЮГ0 фронта в последующие моменты времени определялось как огибающая элементарных сферических волн, излучаемых каждой точкой, до которой дошел фронт в данный момент принцип Гюйгенса). Никакой интерференции между этими сферическими волнами Гюйгенс не учитывал, да и вообще не принимал по внимание фазовых соотношений. Поэтому принцип Гюйгенса в его первоначальной форме не мог служить основой волновой оптики. Потребовалось значительное время, чтобы после принципиальных дополнений Френеля оказалось возможным применить его для истолкования дифракции. Изложим идею принципа Гюйгенса—Френеля в тех терминах и понятиях, которые соответствуют электромагнитной теории света. Строггся математическая формулировка этого принципа, данная Кирхгофом, здесь не приведена . [c.256]

Электромагнитная теория света, ра.чвитая Максвеллом и его последователями, — это стройная сисге.ма, основанная на представлениях и законах классической физики. Она объединяет классическую механику и )л( ктродннамыку, шслючаюи1,ую в себя теорию оптических и электрических процессов. Как известно, механика зиждется на законах Ньютона, а основой электродинамики служат уравнения Максвелла. При исследо- [c.363]

Создание Максвеллом электромагнитной теории света позволило уничтожить внутренние противоречия старой упругостной теории и получить основные соотношения, обсуждавшиеся в предыдущих главах, несравненно более простым способом. Но для обоснования приведенного ре,1ультата (<х == 1 — l/n ) необходимо развитие электромагнитной теории. В 7.2 мы вернемся к истолкованию опыта Физо в рамках специальной теории относительности, а сейчас рассмотрим следствия этого опыта с позиций классической физики, на которой базировались конкурирующие теории в конце XIX в. [c.368]

Отметим простоту и изя1цность проведенного вывода и укажем, что в рамках волной оптики (см. 2.6) получение аналогичной формулы потребовало больших усилий. Однако при решении других задач можно встретиться с обратной ситуацией. Так, например, истолкование всех тонкостей интерференции и дифракции света методами фотонной физики оказывается более сложным, чем в волновой оптике. В заключении книги кратко исследовано соотношение электромагнитной теории света и физики фотонов, а сейчас продолжим рассмотрение элементарных актов взаимодействия света и вещества в рамках физики фотонов. [c.447]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...