Свойства света волновые

Волновые свойства света 266 [c.213]

В любых световых явлениях при глубоком их изучении обнаруживается неразрывная связь корпускулярных и волновых свойств света. [c.264]

ВОЛНОВЫЕ свойства СВЕТА [c.266]

Интерференция света. Наиболее наглядно волновые свойства света обнаруживаются в явлениях интерференции и дифракции. Интерференцией света объясняется окраска мыльных [c.266]

Волновые свойства частиц. Изучение свойств света показало, что он обладает сложной природой, сочетающей в себе волновые и корпускулярные свойства. [c.336]

Закон независимости световых пучков, упомянутый в 1, означает, что световые пучки, встречаясь, не воздействуют друг на друга. Зто положение было ясно сформулировано Гюйгенсом, который писал в своем Трактате Одно из чудеснейших свойств света состоит в том, что, когда он приходит из разных н даже противоположных сторон, лучи его производят свое действие, проходя один сквозь другой без всякой помехи. Этим вызывается то, что несколько зрителей могут одновременно видеть через одно и то же отверстие различные предметы Сам Гюйгенс прибавляет, что этот вывод нетрудно понять с точки зрения волновых представлений. Он является следствием принципа суперпозиции (см. 4), в силу которого световой вектор одной световой волны просто складывается с вектором другой волны, не испытывая никакого искажения. При этом, однако, возникает следующий вопрос. В силу принципа суперпозиции при сложении векторов отдельных волн может получиться волна, амплитуда которой равна, например, сумме амплитуд складывающихся волн. А так как интенсивность волны пропорциональна квадрату амплитуды, то интенсивность результирующей волны не будет, вообще говоря, равна сумме интенсивностей складывающихся волн, ибо квадрат суммы нескольких величин не равен сумме их квадратов. Обычный же опыт показывает, что освещенность, создаваемая двумя или несколькими световыми пучками, представляется простой суммой освещенностей, создаваемых отдельными пучками. Таким образом, обычные экспериментальные факты кажутся на первый взгляд противоречащими волновым представлениям. [c.62]

В предшествующих главах были подробно обсуждены многообразные свойства света, указывающие на волновую природу его (интерференция, дифракция) и позволяющие установить поперечный характер световых волн (поляризация). Попутно не раз отмечалось, что световые волны представляют собой электромагнитные волны. В дальнейшем мы встретим многочисленные и разнообразные доказательства электромагнитной природы световых волн. [c.400]

Из всего сказанного следует, что именно волновые свойства света определяют предел разрешения в оптических приборах. В дальнейшем были предприняты попытки отказаться от световых волн и использовать для получения изображения в микроскопе более мелкие частицы материи электроны, а затем и нейтроны. Использование для этой цели электронов привело к возникновению новых приборов — электронных микроскопов. [c.370]

Все указанные выше методы были основаны на законах геометрической оптики без учета волновых свойств света. Только в 1912 г. появился пер- [c.371]

Волновые свойства света [c.46]

Указанное свойство света от любого источника связано с его временной когерентностью, которую можно качественно определить как интервал времени, в течение которого фаза волнового движения последовательно изменяется предсказуемым образом при прохождении фиксированной точки в пространстве чем больше этот интервал, тем выше степень временной когерентности. Длина волнового цуга, удов-летворяющего указанному требованию, представляет собой длину когерентности, которая равна произведению времени когерентности на скорость света. (При использовании термина длина когерентности следует помнить, что имеется в виду спектральная частота света, а не какое-то свойство его пространственного распределения.) [c.15]

Таким образом, особенностью когерентных оптических процессоров является использование волновых свойств света и представление обрабатываемой инфор- [c.198]

Необходимо также, чтобы эта волна обладала волновым фронтом достаточно простой формы, что обеспечивается, например, использованием точечного источника света. Идеальной когерентной световой волной, таким образом, является монохроматическая сферическая волна. До открытия лазера когерентный свет получали с помощью ионного прибора, излучавшего отдельные узкие спектральные линии. Соответствующим светофильтром выделялась требуемая линия излучения, и сконцентрированный пучок света направлялся через очень маленькое круглое отверстие. Путем такой частотной и пространственной фильтрации удается получить световую волну с такой степенью когерентности, с которой можно демонстрировать волновые свойства света. [c.17]

До сих пор мы рассматривали свет с оптико-геометрической точки зрения, т. е. так, как он нам представляется в повседневной жизни. Более подробные исследования показали, что по своей природе свет — это электромагнитные волны. В некоторых физических явлениях, особенно при генерации света и при его взаимодействии с материей, проявляются корпускулярные свойства света. При анализе голографических задач мы будем базироваться в основном на волновых свойствах света и лишь частично, когда речь пойдет о технических средствах реализации голографических экспериментов, коснемся способа описания света как потока фотонов. [c.22]

В 1947 г. было сделано научное открытие, которое первоначально восприняли просто как очередное доказательство волновых свойств света, но впоследствии оказалось, что оно более фундаментально. Именно тогда была создана голография. Габор сообщил о разработанном им методе только узкому кругу специалистов. Он назвал метод голографией, что означает "полное (объемное) изображение . В отличие от фотографии, которая фиксирует только интенсивность света и создает плоское изображение объекта, голография регистрирует волновой фронт светового луча и воспроизводит трехмерное изображение предмета. [c.42]

Волновые и корпускулярные свойства света не могут быть одновременно логически непротиворечиво объяснены классической физикой, ибо в ней понятия волны и частицы являются взаимоисключающими. В современной квантовой теории, построенной на основе относительности к средствам наблюдения, преодолеваются логические трудности, связанные с корпускулярно-волновым дуализмом. Свет обладает потенциальной возможностью проявлять и волновые, и корпускулярные свойства, но в чистом виде они могут проявиться лишь в разных опытах, проводимых при взаимоисключающих условиях. Эти свойства дополняют друг друга, ибо только их совокупность дает полное представление о свете. [c.10]

В 1905 г. Эйнштейн выдвинул гипотезу световых квантов. Он предположил, что дискретный характер присущ не только процессам испускания и поглощения света, но и самому свету. Гипотеза о корпускулярных свойствах света позволила объяснить результаты экспериментов по фотоэффекту, совершенно непонятные с позиций классической электромагнитной теории (см. 9.5). Однако представление о свете как потоке классических корпускул несовместимо с эмпирически совершенно явными волновыми свойствами света. Эйнштейн пришел к заключению, что природа излучения должна быть не такой, какой мы ее считаем в настоящее время . За этими словами скрывается то, что теперь принято называть двойственной природой света или корпускулярно-волновым дуализмом (см. 9.6). Корпускулярный аспект излучения проявляется наиболее отчетливо в коротковолновой части спектра, где для спектральной плотности и Т) справедлива формула Вина (9.24), волновой аспект — в длинноволновой, где применима формула Рэлея — Джинса (9.16). Ни один из этих аспектов не дает полного представления об излучении, ибо для полного объяснения наблюдаемых явлений необходимо их сочетание. Закон излучения Планка [c.434]

ЮТ волновые и корпускулярные свойства света правые части содержат частоту О) и волновое число к, определяемые из интерференционных явлений, а левые части е и р характеризуют фотон как частицу. Но именно сосуществование этих свойств и не может быть логически непротиворечиво объяснено классической физикой, с точки зрения которой понятия волны и частицы исключают друг друга, так как описывают полярно противоположные формы движения. Каким образом частица может иметь некоторую частоту или длину волны [c.473]

В каких явлениях обнаруживаются волновые и в каких — корпускулярные свойства света . [c.476]

Волновое уравнение, описывающее распространение света, конечно, остается одним и тем же независимо от того, интересуют ли нас в конечном счете свойства света при усреднении по времени или по ансамблю. Из этого следует важный вывод законы, описывающие распространение функций когерентности, одинаковы для величин, усредненных по времени и по ансамблю. Другими словами, в то время как функциональная форма функции взаимной когерентности или взаимной интенсивности может зависеть от того, вычисляется ли среднее по времени или по ансамблю, математическое соотношение между двумя функциями когерентности одного и того же типа не зависит от вида усреднения. Это позволяет нам применять все, что мы ранее установили относительно процесса распространения обычных функций когерентности, к задачам, включающим когерентность, усредненную по ансамблю. [c.333]

При рассмотрении явлений интерференции мы использовали волновые представления о распространении светового возмущения и, как правило, не вводили понятия о поляризационных свойствах света. При изучении явлений интерференции как бы само собой подразумевается, что когерентные волны в момент взаимодействия имеют одинаковые направления колебаний. [c.194]

Феноменологической теорией радиационного поля нельзя пользоваться на острых углах, где могут проявляться волновые свойства света. В силу этого рассматриваемые тела должны быть достаточно плавными или иметь конечное число острых углов (например, заднюю или переднюю острые кромки). Аналогичные ограничения накладываются на масштаб времени, который должен быть много больше периода колебаний волн теплового излучения. [c.643]

ВОЛНОВЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА— ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ И ДИФФРАКЦИЯ [c.328]

Свет, волновые свойства 328 [c.779]

Современный этап развития оптики, начало которого можно датировать 1960 г., характеризуется новыми, весьма своеобразными чертами. Фундаментальные свойства света — волновые, квантовые, его электромагнитная природа — находят все более разнообразные и глубокие подтверждения и применения, продолжая служить основой для понимания всей совокупности оптических явлений. Однако круг этих явлений неизмеримо расширился. В начале 60-х годов были созданы источники с высокой степенью монохроматичности и направленности излучаемого ими света — так называемые оптические квантовые генераторы или лазеры. Распространение лазерного излучения и его взаимодействие с веществом во многих случаях протекает в существенно иных условиях, чем в случае излучения обычных, нелазерных источников, и конкретные явления приобретают совершенно новые, неизвестные ранее черты. Сказанное относится к отражению, преломлению, дифракции, рассеянию, поглощению и к другим основным оптическим явлениям (см. ГЛ. ХЬ, ХЫ). [c.25]

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]

Проявление светом как волновых, так и корпускулярных свойств называется корпускулярно-волновым дуализмом свойств света. Смысл корпускулярно-волнового дуализма свойств света заключается не в том, что свет одновременно является и волной, и потоком частиц. Тот факт, что свет в одних условиях обнаруживает сходство с потоком частиц, а в других — с поперечными волнами, показывает, что в действительности природа света более сложна и не может быть полностью правильно описана с применением наглядных и привычных нам образов классической физики. Например, утверждая, что фотон обладает импульсом и массой, нельзя забывать, что существует он только в движении со скоростью света и, следовательно, не обладает массой покоя. Смысл корпускулярноволнового дуализма свойства света заключается в том, что свет имеет сложную природу, которая в зависимости от условий опыта лишь приближенно может быть описана с применением привычных нам представлений о волнах или частицах. [c.304]

Естественно, что возник вопрос о соотношении между двумя теориями света.. Довольно быстро выявилась неразумность противопоставления электромагнитной теории света и фотонной физики. Оказалось, что описание волновых свойств света (интерференция, дифракция и сопутствующие им явления) по-прежнему целесообразно проводить в рамках электромагнитной теории, тогда как некоторые энергетические характеристики из. [учения полностью описываются фотонной физикой. Существует переходная область явлений - давление света, эффект Доплера и некоторые другие. - которую можно просто истолковать в рамках как той, так и другой теории. Характерно, 4Tt> учет ре.тятивистских эффектов обязателен и в электромагнитной теории, и в фотонной физике. [c.461]

Необходимо сказать о том, что эти новые представления о природе света не сразу бьши приняты учеными. Уж очень необычными, отличными от человеческого опыта оказались свойства света. Однако в этом заключена глубокая философия процесса познания. Каждое новое явление всегда отличается от уже известных. Понятия частица и волна пришли в физику из окружающего нас видимого мира макроскопических тел (морские волны, биллиардные шары и т. п.). Недоступным нашему непосредственному восприятию явлениям микромира невозможно сопоставить какой-либо точный аналог из явлений макромира, понятия физики микромира должны быть принципиально иными. Сдвоенный образ частицы-волны, понятие корпускулярно-волнового дуализма есть следствие перенесения в мир микроявлений понятий, удобных и привычных нам в исследованиях макроявлений. Волновой и одновременно корпускулярный характер света—факт природы. Установление корпускулярно-волновой природы света является од11ИМ из громадных достижений науки. [c.119]

ОПТИКА [ асферическая содержит элементы, поверхности которых, не имеют сферической формы просветленная обладает уменьшенными коэффициентами отражения света у отдельных ее элементов путем нанесения на них специальных покрытий) как оптическая система (волновая изучает явления, в которых проявляется волновая природа света волоконная рассматривает передачу света и изображений по световодам и пучкам гибких оптических волокон геометрическая изучает законы распространения света в прозрачных средах на основе представлений о световых лучах интегральная изучает методы создания и объединения оптических и оптоэлектронных элементов, предназначенных для управления световыми потоками квантовая изучает явления, в которых при взаимодействии света и вещества существенны квантовые свойства света и атомов вещества когерентная изучает методы создания узконаправленных когерентных пучков света и управления ими нелинейная изучает распространение мощных световых пучков в оптически нелинейных средах (твердые тела, жидкости, газы) и их взаимодействие с веществом силовая изучает воздействие на твердые тела интенсивного светового излучения, в результате которого может нарушаться механическая цельность этих тел статистическая изучает статистические свойства световых полей и особенности их взаимодействия с веществом тонких слоев изучает прохождение света через прозрачные слои вещества, толщина которых соизмерима с длиной световой волны физическая изучает природу света и световых явлений) как раздел оптики электронная занимается вопросами формирования, фокусировки и отклонения пучков электронов и получения с их помощью изображений под воздействием электрических и магнитных полей корпускулярная изучает законы движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях нейтронная изучае взаимодейс вие медленных нейтронов со средой) как раздел физики] [c.255]

В результате развития квантовой механики стало ясно, что ни наличие волновых свойств, проявляющихся в волновых свойствах света, ни способность исчезать или рождаться в актах поглощения и испускания не выделяют Ф. среди др, элементарных частиц. Оказалось, что всем частицам вещества, напр, электронам, присущи не только корпускулярньсе, но и волновые свойства, и была установлена возможность взаимопревращения элементарных частиц. Так, в эл.-статич, поле атомного ядра Ф. с энергией > I МэВ может превратиться в электрон и позитрон (процесс рождения пар), а при столкновении электрона и позитрона может произойти их аннигиляция в два (или три) у-кванта. [c.354]

Геометрическая, или лучевая, оптика адекватно описывает многие оптические явления, и ее использование приносит большую практическую пользу, например, при создании оптических приборов, при качественном описании многих особенностей оптических систем и т. д. Однако волновые свойства света, электромагнитная природа светового излучения играют чрезвычайно важную роль при исс тедовании особенностей передачи оптическим излучением информации об объектах материального мира и количественного определения характеристик веществ и процессов, в особенности в голографии. [c.12]

Следовательно, р = Уьу/с. При = МэВ длина волны Л 10 ° см (квант видимого света обладает энергией Е 1 эВ). Коротковолновость 7-излучения означает преобладание у него корпускулярных свойств над волновыми. [c.505]

Оптические методы НК разделяют на три группы. В первую группу входят визуальный и визуально-измерительный методы, которые являются наиболее простыми и доступными, имеют наибольшее распространение и обязательны для применения при диагностировании технических устройств и объектов всех типов. Ко второй группе относятся фотометрический денсиметрический, спектральный и телевизионный методы, которые основаны на результатах измерений с использованием электронных приборов. К третьей группе относятся интерферометрический, дифракционный, фазово-контрастный, рефрактометрический, нефелометриче-ский, поляризационный, стробоскопический и голографический методы, использующие волновые свойства света и отличающиеся наивысшей точностью измерения — с точностью до десятых долей длины волны излучения, — но сложностью в реализации. [c.54]

Данная книга содержит описание как волновых, так и корпускулярных свойств света. Однако большее внимание уделено волновым свойствам. Обусловлено это тем, что большинство физических явлений, связанных с взаимодействием излучения и вещества, адекватно описывается так называемой полуклассической теорией. В этой теории поле оптического излучения рассматривается как классическое электромагнитное поле, подчиняющееся уравнениями Максвелла, тогда как поведение атомов вещества описывается квантовой механикой. Полуклассическая теория приводит к успеху при решении большинства задач оптики. Лишь в некоторых задачах, где необходим учет шумов (например, флуктуации лазерного излучения), нужно принимать во внимание не только дискретность процессов поглощения и испускания света атомными системами, но и сам факт квантования поля излучения (т. е. нужно использовать квантовую электродинамику). Интересно отметить, что даже фотоэффект, при объяснении которого в физику впервые было введено понятие фотона, может быть полностью описаи в рамках полуклассической теории. [c.10]

Единой теории, объединяющей все приведенные выше свойства света, до сего времени не существует. По современным представлениям природа Л. с. по внешним проявлениям двойственна при рассмотрении явлений распространения света последний приходится трактовать как непрерывное волновое движение наоборот, для, понимания действий света на вещество свет необходимо считать потоком корпускул-квантов. Столь же двойственна и природа корпускулярных лучей. Необходимо однако отметить принципиальное отличие волн и корпускул электронного и светового потока. В первом случае волны — ке электромагнитные, корпускула заряжена, и электрон можно мыслить неподвижным. В случае света волны — электромагнитные, корпускула не заряжена, и свет— по существу явление динамическое, т. е мы не знаем, что такое неподвижная световая корпускула. Астрофизические данные по вопросу об источниках энергии ввеад и солнца приводят к предположению о том, что внутри светил должны происходить процессы превращения вещества в свет, т. е. корпускулярных лучей в Л. с. В настоящее время экспериментально установлено, что вблизи атомного ядра световые кванты, энергия к-рых )№ > 2 тс (т — масса электрона, с — скорость света), могут превращаться в пару электронов (электрон и позитрон). Формальное математич. толкование это явление находит в теории Дирака. [c.129]

Волновые свойства света наиболее ярко проявляются в явлениях интерференции и диффракция. Явления интерференции наблюдаются в том случае, если два (или больше) световых пучка, исходящих из когерентных источников света, накладываются друг на друга. При этом наблюдается суммирование световых пучков с чередующимся усилением и ослаблением освещенности в местах сложения пучков. Это явление называется интерференцией света. Когерентными являются источники света, дающие световые пучки при постоянной во времени разности фаз световых колебаний. Такие источники образуются искусственно при помощи призм, линз или зерккл, разбивающих один световой пучок на несколько как бы исходящих из разных источников света. Пример когерентных источников и получения интерференции света приведен на рис. 16. 7. Световой пучок от источника 4 бипризмой Френеля /, // разбивается на два световых пучка 1, 2 и 2, 3, которые исходят из мнимых источников 1 и 1 . В области МЛ экрана Э они накладываются друг на друга и дают интерференционную картину. [c.328]

Волновые свойства света заметно проявляются в узких пучках, когда наблюдаются диффракционные явления. Мерой отклонения от законов прямоли-вейного распространения света служит угол диффракции ф, выражаемый формулой [c.330]

ПОМ, ЛИШЬ явления, связанные с излучением фотонов парами (пары одновременно возникающих фотонов мы для краткости будем называть бифотонами ). Излучение фотонов парами (а также тройками, четверками и т. д.) тесно связано с оптической нелинейностью вещества, и в нем наиболее ярко проявляются квантовые свойства света. Мы обсудим также и классический эффект группировки фотонов, не связанный с линейностью вещества и не требующий для объяснения квантования поля (эффект Брауна— Твйсса). Эта группировка — почти случайная, пары фотонов в обычном свете встречаются всего в два раза чаще, чем в хаотическом пуассоновском потоке песчинок (это превышение связано с волновой природой света). Заметим, что двухфотонное поглощение, наоборот, приводит к равномерному распределению фотонов в прошедшем через вещество свете (эффект антигруппировки), а в лазерах нелинейность рабочего вещества (эффект насыщения) распределяет фотоны хаотически. [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...