Принцип суперпозиции линейной оптики

I. ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ ЛИНЕЙНОЙ оптики [c.67]

Принцип суперпозиции является результатом того, что световые волны описываются однородными линейными уравнениями Максвелла и линейными материальными уравнениями. Другими словами, свойства среды, в которой распространяется свет, не зависят от интенсивности распространяющейся световой волны. Это, как нам сейчас известно, имеет место только при слабых полях . Следовательно, принцип суперпозиции будет верным только для слабых полей, т. е. принцип суперпозиции является принципом линейной оптики. [c.67]

Так же как и во всех других главах при отсутствии особого упоминания, будем иметь дело только с линейной оптикой, в основе которой, как уже нами неоднократно отмечено, лежит принцип суперпозиции. Вопросы, связанные с нарушением принципа суперпозиции при взаимодействии волн, будут изло.жены в основном в гл. XVI. [c.68]

Следует отметить, что как при классическом, так и квантовом описании нелинейных оптических явлений нужно с большой осторожностью пользоваться фундаментальным принципом суперпозиции, справедливость которого в изложении линейной оптики не подвергалась сомнению. При распространении света в нелинейной среде, одна мощная волна, встречаясь с другой волной, может воздействовать на нее, что и приводит к нарушению принципа суперпозиции. Постановка таких опытов в вакууме невозможна —. эффект взаимодействия световых пучков (рассеяние света на свете) во много раз меньше чувствительности любой современной аппаратуры. [c.171]

Таким образом, под нелинейной оптикой в настоящее время понимают оптику достаточно интенсивных пучков света, в которых становятся заметными нелинейные оптические свойства вещества. Отметим, что в оптически нелинейных средах нарушается принцип суперпозиции, являющийся основой линейной оптики. [c.298]

Оптика линейная и нелинейная нелинейно-оптические явления. Световые пучки в вакууме или в воздухе проходят один сквозь другой, не оказывая друг на друга какого-либо возмущения. В этом проявляется принцип суперпозиции световых волн, из которого следует линейность уравнений классической оптики. На фотонном языке суперпозиция световых волн означает, что фотоны непосредственно друг с другом не взаимодействуют. [c.211]

Поскольку в рассматриваемом приближении уравнение (1.43) линейно по Ей, то принцип суперпозиции в этом приближении снова выполняется и для понимания общей ситуации, так же как и в линейной оптике, достаточно рассмотреть отклик среды на конкретное PL (г), принадлежащее к любой полной системе функций ( —радиус-вектор точки в среде). В пространственно однородной среде с плоскими границами удобно в качестве такого распределения выбрать плоскую волну [c.19]

Ps соответствует случаю s-поляризации задачи Френеля в линейной оптике Рр — случаю р-поляризации [1, 6—8] е, = е врв — единичные орты s- и р-поляризаций. вр, так же как и в линейной оптике, комплексно, если в задаче имеются неоднородные волны (например, кд комплексно) [8]. Поскольку принцип суперпозиции остается справедливым в данной задаче, влияние Р Рр, Р можно рассматривать независимо друг от друга. [c.21]

О уравнения Максвелла (2.3) — (2.4), описывающие распространение света в веществе, поляризованность Р среды входит в качестве источников в правую часть. Когда в материальном уравнении (10.6), связывающем Р с Е, квадратичные и кубичные по степеням Е члены существенны, подстановка Р в уравнения Максвелла приводит к системе нелинейных уравнений для векторов Е и В световой волны. Нелинейность уравнений означает нарушение принципа суперпозиции, согласно которому распространение световой волны в среде никак не сказывается на распространении других световых волн. Таким образом, справедливость принципа суперпозиции для света в веществе ограничивается приближением линейной оптики. [c.487]

ДЛЯ изложения последующих глав мог бы быть опущен. В ней рассматриваются различные задачи, связанные с решением дифференциальных уравнений второго порядка. Показано, что во многих типичных случаях решение можно найти с помощью функции Грина. По-видимому, автор этими примерами хотел как-то обосновать принцип линейной суперпозиции при рассмотрении в дальнейшем процесса формирования оптического изображения. В связи с этим следует отметить, чтю принцип линейной суперпозиции не нуждается в доказательстве, а возможность его применения следует искать в физике явления. Далее заметим, что гл. 3—5, посвященные вопросам геометрической оптики и дифракционной теории, изложены слишком сжато и имеют ряд недостатков, отмеченных в примечаниях редактора. Стиль изложения несколько небрежен. При переводе встречались неясности в изложении и трудности в расшифровке ряда новых терминов, введенных автором. Поэтому пришлось иногда несколько отходить от текста, чтобы сделать его более понятным. Эти недостатки связаны, по-видимому, с лекционным характером книги. Дополнительная литература, приведенная автором, не может претендовать на полноту, ибо содержит лишь основные источники. [c.9]

Ясные представления о том, что законы линейной оптики, в частности суперпозиции принцип, носят приближённый характер и применимы лишь в области слабых полей, существовали и до появления лазеров. Первые прямые эксперименты по регистрации нелинейностей в поглощении и преломлении света в флуоресцирующих кристаллах и стёклах были выполнены в 1920—30-х гг. С. И. Вавиловым с сотрудниками. Результатом нарушения принципа суперпозиции является известный ещё с прошлого века линейный эл.-он-тич. эффект. Лежащее в его основе взаимодействие НЧ- и оптич. полей описывается квадратичным членом в разложении поляризации но полю [c.293]

Нелинейная поляризация при сложении частот пропорциональна амплитуде каждой из волн в первой степени (см. (1.24)). Поэтому и амплитуда рожденного в преобразователе излучения суммарной частоты зависит от амплитуды ИК-сигнала линейно. Иными словами, при заданном распределении электромагнитного поля Еакачки по отношению к ИК-излучению остается справедливым принцип суперпозиции. Сказанное означает, что, как н в линейной оптике, для построения теории нелинейно-оптических преобразователей изображения достаточно найти отклик на излучение точечного ИК-источиика. [c.45]

Прежде всего следует обсудить вопрос о том, как развить далее подтверждаемый многими примерами общий результат Стокса существование периодических волновых пакетов является типичным свойством нелинейных диспергирующих систем. Эти решения являются аналогом решений вида (1.3) в линейной теории, но теперь уже не действует принцип суперпозиции. Однако, как уже было указано в связи с формулой (1.26), многие важные результаты линейной теории основываются на использовашш групповой скорости модулированных волновых пакетов. При этом переход к интегралу Фурье несуществен, так что можно построить теорию нелинейной групповой скорости. Соответствующие рассуждения проводятся в гл. 14 на основе уже упоминавшихся вариационных принципов. Зависимость дисперсионных соотношений от амплитуды приводит к ряду новых эффектов (например, к наличию двух групповых скоростей), которые обсуждаются в общем виде в гл. 15. Кроме исходных задач о поведении волн на воде, одной из главных областей приложения теории является нелинейная оптика, новая быстро развивающаяся область. Ряд приложений к обеим областям дается в гл. 16. [c.21]

Вместе с тем ясные представления о том, что законы линейной оптики (суперпозиции принцип) носят приближённый характер и применимы лишь для не слишком сильных световых полей, существовали и до появления лазеров. Ок. 50 лет назад С. И. Вавиловым были поставлены эксперименты с целью обнаружения нелинейных явлений. В 1923 Вавилов и В. Л. Лёв-шин обнаружили уменьшение поглощения света урановым стеклом с ростом интенсивности света и объяснили это тем, что в сильном эл.-магн. поле большая часть атомов (или молекул) находится в возбуждённом состоянии и уже не может поглощать свет. Считая, что это лишь один из множества возможных оптич. нелинейных аффектов, Вавилов впервые ввёл термин Н. о. . В 50-х гг. Г. С. Горелик тео- [c.458]

С анизотропией (и гиротропией) связаны разнообразные явления. Однородная А, с. оказывает существенное влияние на свойства распространяющихся в ней нормальных волн, определяя, в частности, их поляризацию и различие направлений распространения boj -нового (фазового) фронта и энергии волн (см, также Кристаллооптика И Двойное лучепреломление). В неоднородной А. с. может происходить линейное вз-действие поляризов, волн (см. Линейное взаимодействие волн), приводящее к перераспределению энергии между нормальными волнами, но не нарушающее суперпозиции принцип. Последний нарушается в случае нелинейного взаимодействия волн, к-рое в А. с. также обладает своеобразными анизотропными свойствами (см. Нелинейная оптика и Нелинейная акустика). См. также Анизотропия, Магнитная анизотропия, Оптическая анизотропия. [c.84]

НЕЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ — колебательные (волновые) системы, процессы в к-рых не удовлетворяют суперпозиции принципу, в отличие от линейных систем. Все реальные физ. системы нелинейны, их можно считать линейными лишь приближённо —при малой интенсивности колебат. и волновых процессов. Матем. образом Н. с. являются нелинейные ур-ния (см. Нелинейные уравнения математической физики). Изучением колебат. и волновых процессов в конкретных Н. с. занимаются гидродинамика, нелинейная оптика, нелинейная акустика, физика плазмы (см. Нелинейные явления в плазме), а также химия, биология, экология, социология и др. В то же время многие Н. с. совершенно различной природы имеют одинаковое матем. описание. Соответственно, совпадает и. характер протекающих в них процессов. Это послужило основой для развития единого подхода к изучению Н. с., позволило выработать базовые модели, образы и понятия и проанализировать осн. колебат. и волновые явления в Н, с. вне зависимости от их конкретной природы. [c.312]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...