Поперечность световых волн

ПОПЕРЕЧНОСТЬ СВЕТОВЫХ ВОЛН. [c.224]

Поперечность световых волн можно принять во внимание, если возмущения, которые фигурировали в предыдущем рассмотрении, представить в виде векторов 1, 5 а, перпендикулярных к направлению распространения интерферирующих волн. Результирующее возмущение 5 в точке наблюдения запишется как [c.87]

Поперечность световых волн [c.370]

Орудием опытного исследования асимметрии может, очевидно, служить только система, которая в свою очередь обладает свойством асимметрии. Такой системой, пригодной для исследования свойств светового луча, может служить кристалл, атомы которого располагаются в виде пространственной решетки так, что свойства кристалла по различным направлениям оказываются различными (анизотропия). И действительно, прохождение света через кристаллы и было первым явлением, послужившим к установлению поперечности световых волн. [c.371]

Несмотря на указанную трудность, эти опыты и многочисленные экспериментально подтвержденные следствия, которые из них извлек Френель, заставили признать поперечность световых волн. [c.389]

Поляризация рассеянного свята. Пусть естественный свет падает на рассеивающую частицу в направлении Оу (рис. 23.6). Естественный свет можно представить как сумму двух волн поляризованных в двух взаимно перпендикулярных направлениях, лежащих в плоскости 20х. Если проводить наблюдения рассеянного света в направлении Ох, то в силу поперечности световых волн в этом направлении пойдут волны, обусловленные лишь той составляющей электрического вектора, которая перпендикулярна к Ох. Таким образом, в свете, рассеянном под прямым углом к падающему, должны наблюдаться только те колебания электрического вектора, которые направлены вдоль Ог, т. е. свет должен быть полностью поляризован. [c.116]

Вывод о поперечности световых волн Френель решился опубликовать лишь через пять лет — в 1821 г. Слишком уж необычным представлялся такой вывод в применении к упругому эфиру, которому приходилось приписать теперь свойства твердого тела. Ведь только в твердых телах возможны поперечные упругие волны. [c.28]

Электромагнитная природа света. Существование электромагнитных волн было теоретически предсказано Максвеллом (1862—1864) как прямое следствие из уравнений электромагнитного поля. Скорость электромагнитных волн в вакууме оказалась равной величине 1/ у/ёфо (в современных обозначениях), называемой в то время электродинамической постоянной. Ее числовое значение (3,1 -10 м/с) было получено несколько раньше (1856) из электромагнитных измерений В. Е. Вебера (1804—1891) и Р. Г. Кольрауша (1809—1858). Оно почти совпадало со скоростью света в вакууме, равной, по измерениям И. Л. Физо (1819—1896) в 1849 г., с= 3,15-10 м/с. Другое важное совпадение в свойствах электромагнитных волн и света обусловлено поперечностью волн.- Поперечность электромагнитных волн следует из уравнений Максвелла, а поперечность световых волн — из экспериментов по поляризации света (Юнг, 1817). Эти два факта привели Максвелла к заключению, что свет представляет собой электромагнитные волны. [c.17]

Выше было показано, что благодаря поперечности световой волны прн наблюдении под прямым углом к направлению первичного пучка естественного света (0=л/2 на рис. 2.14) рассеянный свет должен быть полностью линейно поляризован в перпендикулярной первичному пучку плоскости. Однако при рассеянии в газе или жидкости с анизотропными молекулами поляризация рассеянного света обычно не бывает полной. Объясняется это тем, что направление вектора индуцированного падающей волной дипольного момента анизотропной молекулы не совпадает, вообще говоря, с направлением электрического поля волны. Деполяризация рассеянного света будет выражена тем сильнее, чем больше анизотропия поляризуемости молекул среды. [c.123]

В 1817 г. Юнг высказался в пользу поперечности световых волн. Это положение очень трудно было объяснить с точки зрения господствующих тогда представлений об эфире. Действительно, если допустить существование поперечных световых волн, то в этом случае эфиру надо было бы приписать свойства твердого тела, что логически было бы неестественно. [c.11]

ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА, направленность его действий в плоскостях, поперечных лучу, проявляющаяся при нек-рых условиях связана с поперечностью световых волн. Последняя обнаруживается напр, в след, опыте. Если луч солнечного света проходит через рассеивающую среду, в которой взвешены частицы меньших размеров, чем длина световой волны, или через флуоресцирующую жидкость, то свет рассеивается (или излучается) неодинаково в различных направлениях несмотря на изотропность среды. Для любой плоскости, в к-рой лежит проходящий луч, получается следующая диаграмма интенсивностей света, рассеянного под разными углами (фиг. 1) в направлении, перпендикулярном к проходящему лучу, кривая имеет углубление, и поперечная плоскость служит плоскостью симмет- [c.154]

Ах, A,J, А пропорциональны косинусам углов, образуемых электрич. вектором с осями, и следовательно (3) выражает условие поперечности электрич. вектора и нормали к волне. Так же доказывается при помощи ур-ия (2) поперечность магнитного вектора Рг нормали. В опыте, описанном выше, обнаруживается только поперечность световых волн в плоскостях, поперечных к лучу, излучение одинаково во все стороны и на диаграмме представится кругом (фиг. 2,а). [c.155]

Первый член — энергия поперечных световых волн, второй член— энергия взаимодействия световых волн с системой непрерывно распределенных токов, последние два члена дают энергию мгновенного взаимодействия системы непрерывно распределенных зарядов и токов. Мы видим, что предложенная Гинзбургом калибровка (4,154) выделяет не только энергию поля фотонов и кулоновского взаимодействия зарядов, но и учитывает в том же приближении энергию мгновенного взаимодействия токов (см., напри-мер, [12], 65 — обстоятельство, не отмеченное ее автором в работе [ 1]). [c.109]

Волновая теория, конечно, не могла считаться полной, пока не была установлена природа световых колебаний, или колебаний мирового эфира, как говорили физики девятнадцатого (и отчасти первой четверти двадцатого) века. Они не сомневались, что эфир подчиняется обычным законам механики Ньютона и к нему применимы такие понятия, как плотность, упругость, пространственное перемещение, скорость, ускорение и пр. Они пытались вывести строение и свойства эфира из наблюдаемых явлений и экспериментально установленных законов оптики. Поперечность световых волн заставила приписать мировому эфиру свойства твердой среды. Это породило ряд трудностей, в частности в вопросе об отражении и преломлении света (подробнее см. 63). Нет необходимости останавливаться на этих трудностях и попытках их преодоления в теории эфира. Все это уже давно потеряло актуальность и сохранило лишь исторический интерес. [c.28]

Отсюда видно, что векторы Е, Н, V ъ плоской электромагнитной волне взаимно перпендикулярны. Их взаимное расположение представлено на рис. 18. Перпендикулярность векторов Б и Я к вектору V, или, что то же, к направлению распространения волны, означает, что электромагнитные волны поперечны. Таким образом, проблема поперечности световых волн, с которой не могли справиться теории механического эфира, совсем не возникает в электромагнитной теории света. [c.37]

Гипотеза противоречит поперечности световых волн. Это противоречие не устраняется заменой скалярных колебаний векторными. Колебания, как и при изучении явлений интерференции, мы считали скалярными лишь ради простоты. При переходе к векторным колебаниям математическая формулировка принципа Гюйгенса и полученные из него результаты по существу не изменятся. Как [c.276]

Пусть теперь электрический вектор падающей волны лежит в плоскости падения (рис. 251). Если волна падает под углом Брюстера, то преломленный луч ОС будет перпендикулярен к направлению отраженного луча ОВ. Ввиду поперечности световых волн электрический вектор в среде перпендикулярен к преломленному лучу ОС. Возбуждаемые им дипольные моменты атомов будут также перпендикулярны к ОС, а следовательно, параллельны ОВ. Но вдоль колебаний дипольного момента диполь Герца не излучает. [c.431]

Поперечность световых волн. О ней свидетельствует следующий эксперимент (рис. 179). Возьмем два поляроида (т. е. два листа из полупрозрачного вещества, также называемого поляроидом) и поставим их последовательно на пути светового пучка, расположив их плоскости перпендикулярно к направлению пучка ). Поворачивая второй поляроид вокруг оси, совпадающей с осью пучка, мы обнаружим, что интенсивность света, выходящего из второго поляроида, меняется при повороте на 360° наступают два положения (отличающихся друг от друга на 180°), при которых свет не проходит через второй поляроид, и два положения (повернутых относительно первых на 90°), при которых свет почти полностью проходит. [c.166]

Поляризационные исследования Френеля доказали поперечность световых волн, формулами Френеля для отраженной и преломленной волн пользуются и сегодня, а изобретенная им плоская линза Френеля является обязательным элементом современных проекционных систем. [c.22]

Поперечный эффект Доплера относится к наблюдениям, произведенным под прямым углом к направлению перемещения источника света, которым обычно является атом. В нерелятивистском приближении вообще нет поперечного эффекта Доплера. Теория относительности предсказывает существование этого поперечного эффекта Доплера для световых волн. Отношение частот должно быть обратным отношению интервалов времени в формуле (31), т. е. [c.361]

Как было указано в 13, мы предполагали, что оба интерферирующих колебания имеют одно и тоже направление. В том случае, когда мы имеем дело с продольными волнами (например, звуковые волны в воздухе), при совпадении направлений распространения волн совпадают и направления колебаний. В том же случае, когда волны поперечны (например, световые волны), возможно, что при [c.86]

При изучении явлений интерференции и дифракции вопрос о том, являются ли световые волны продольными или поперечными, имел второстепенное значение (см. 18). [c.370]

Из теории Максвелла следует, что свет является поперечной элект )Омагнитной волной — электрический и магпнтиь1н секторы в световой волне колеблются перпендикулярно направлению распространения. Поперечность световых волн была известна, однако, еще до появления элек.тромагп итной тео[)ии Максвелла. Уже в опытах по обнаружению двойного лучепреломления в кристалле исландского [c.224]

Явление поляризации света доказывает во.чновую природу света и поперечность световых волн. [c.269]

После установления волновой природы света явление поляризации света подверглось дальнейшему тщательному изучению. Опыты Френеля и Aparo по интерференции поляризованных лучей (1816 г.) побудили Юнга высказать догадку о поперечности световых волн. Френель, независимо от Юнга, также выдвинул концепцию поперечности световых волн, всесторонне обосновал ее многочис- [c.371]

Трудности, связанные с этим, состояли в том, что поперечные колебания и волны не могут иметь места в жидкостях и газах. Упругие же колебания в твердых телах еще не были исследованы к тому времени. Учение Френеля о поперечных световых волнах дало толчок к исследованию свойств упругих твердых тел. Применение полученггых знаний к оптике повело к ряду принципиальных затруднен1 й, связанных с несовместимостью механических законов колебаний упругой среды и наблюдае.мых на опыте законов оптических явлений. Эти затруднения были устранены только с появлением электромагнитной теории света. Однако для интересующего нас вопроса о поперечности световых волн механические теории света дали очень много, и плодотворность их для того времени стоит вне сомнения. [c.372]

Полное объяснение наблюдаемым явлениям можно дать, если сделать следующие гипотезы. Во-первых, предположим, что световые волны поперечны, но в свете, исходящем из источника, нет преимущественного направления колебаний, т. е. все направления колебаний, перпендикулярные к направлению волны, представлены в падающем свете. Этим объясняется первый опыт, несмотря на допущение поперечности световых волн. Во-вторых, примем, что турмалин пропускает лишь волны, один из поперечных векторов которых, например, электрический, имеет слагающую, параллельную оси кристалла. Именно поэтому первая пластинка турмалина ослабляет исходный световой пучок в два раза. При прохождении световой волны через такой кристалл будет пропущена только часть световой энергии, соответствующая этой слагающей. Когда на кристалл падают электромагнитные световые волны со всевозможными ориентациями электрического вектора, то сквозь него пройдет лишь часть света (половина), так что за кристаллом окажутся волны, направление электрического вектора которых параллельно оси кристалла. Кристалл, таким образом, выделяет из света со всевозможными ориентациями Е ту часть, которая соответствует одному определенному направлению Е. Мы будем в дальнейшем называть свет со всевозможными ориентациями вектора Е (и, следовательно, Н) естественным светом, а свет, в котором Е (а, следовательно, и И) имеет одно-единственпое направление, — плоско-поляризованным, или линейно-поляризованным. Таким образом, турмалин превращает естественный свет в линейно-поляризованный, задерживая половину его, соответствующую той слагающей электрического вектора, которая перпендикулярна к оси кристалла. [c.373]

Впервые эти закономерности были установлены в начале XIX в. Aparo и Френелем. Принципиальное значение этих опытов состояло тогда в том, что они однозначно доказывали строгую поперечность световых волн и отсутствие продольной компоненты. Этот вывод, естественный с точки зрения электромагнитной теории, был сделан в свое время Юнгом и Френелем еще для упругой теории света и приводил к очень серьезным трудностям. Гипотеза о существовании среды, дающей строго поперечные колебания и не допускающей продольных, несовместима с представлением об обычной упругой среде, что заставило для понимания законов отражения и преломления света делать предположения, противоречащие механике обычных сред. В частности, Френель высказал гипотезу о том, что при переходе из одной среды в другую свойства эфира в этих средах изменяются таким образом, что его упругость остается неизменной и, следовательно, плотность меняется прямо пропорционально квадрату показателя преломления среды. Наличие данной гипотезы позволило Френелю решить задачу о соотношении между амплитудами падающей, отраженной и преломленной волн (формулы Френеля). [c.49]

Убедительное подтверждение волновая теория света получила в начале XIX в., когда на ее основе было дано исчерпывающее объяснение явлениям интерференции и дифракции. Открытие поляризации света свидетельствовало о поперечности световых волн. В рамках механической волновой теории, рассматривавшей свет по аналогии со звуковыми волнами, эфир пришлось наделить механическими свойствами твердого тела, так как поперечные упругие волны могут распростряняться только в твердых телах. Конечно, это была странная среда заполняя все пространство и пронизывая все тела, она при этом никак не влияла на их движение. [c.392]

Начиная с XIX века, положение стало складываться в пользу волновой теории благодаря работам Юнга (1773—1829) и в особенности Френеля (1788—1827), систематически исследовавших явления интерференции и дифракции света. На основе волновых представлений была создана стройная теория этих явлений, выводы и предсказания которой полностью согласовывались с экспериментом. Объяснение прямолинейного распространения света содержалось в этой теории как частный случай. Были открыты и исследованы новые оптические явления поляризация света при отражении (Малюс, 1808) и преломлении (Малюс и Био, 1811), угол полной поляризации (Брюстер, 1815), интерференция поляризованных лучей (Френель и Aparo, 1816), количественные законы и теория отражения и преломления света (Френель, 1821), двойное преломление сжатым стеклом (Брюстер, 1815), двуосные кристаллы (Брюстер, 1815), законы и теория распространения света в двуосных кристаллах (Френель, 1821), вращение плоскости поляризации в кварце (Aparo, 1811) и жидкостях (Био, 1815 оба явления исследовались далее Био, Брюстером и др.). Юнг (1807) измерил на опыте длину световой волны. Оказалось, что волны красного света длиннее, чем синего и фиолетового. Тем самым в волновой теории было дано экспериментально обоснованное объяснение цветов света, которое связывало это явление с длиной световой волны. (Такое объяснение предлагалось еще Эйлером, но он не мог указать, длина каких волн больше — красных или синих.) Юнг (1817) высказал также мысль о поперечности световых волн. К такому же заключению независимо от него пришел Френель (1821) и обосновал это заключение путем исследования поляризации света и интерференции поляризованных лучей. Все эти факты и в особенности явления интерференции и дифракции света находили непринужденное объяснение в рамках волновой теории света. Корпускулярная теория не могла противопоставить ничего эквивалентного и к началу 30-х годов XIX века была оставлена. [c.27]

В этой главе мы ограничимся упрощенным изложением одного из опытов, обосновывающих представление о свете, как о волнах, и оцного яз опытов, доказывающих поперечность световых волн. Более глубокий разбор будет дан в гл. X. [c.164]

Томас Юнг (1773-1829) — английский ученый, один из создателей волновой оптики, член королевского научного общества (1794), в 1802-1829 гг. — его секретарь. Учился в Лондонском, Эдинбургском и Геттингенском университетах, где сначала изучал медицину, но потом увлекся физикой, в частности оптикой и акустикой. В последние годы жизни занимался составлением египетского словаря. Работы относятся к оптике, акустике, механике, математике, астрономии, геофизике, филологии. Юнг впервые объяснил явление аккомодации глаза изменением кривизны хрусталика. В трактате Опыты и проблемы по звуку и свету выступил в защиту волновой теории света и предложил принцип суперпозиции волн. В 1801 г. первым объяснил явление интерференции света, ввел сам этот термин. Выполнил первый демонстрационный эксперимент по наблюдению интерференции соста, получив два когерентных источника света. Измерил длины волн разных цветов, получив для красного света значение 0,7 мкм, для фиолетового — 0,42 мкм. Высказал мысль, что спст и лучистая то-плота отличаются друг от друга только длиной волны, выдвинул идею поперечности световых волн. [c.21]

ВОЛНОВАЯ ОПТИКА, раздел физ. оптики, изучающий совокупность явлений, в к-рых проявляется волн, природа света. Представления о волн, хар-ре распространения света восходят к основополагающим работам голл. учёного 2-й пол. 17 в. X, Гюйгенса, Существ, развитие В. о. получила в исследованиях Т. Юнга (Великобритания), О. Френеля, Д. Aparo (Франция) и др., когда были проведены принципиальные опыты, позволившие не только наблюдать, но и объяснить явления интерференции света, дифракции света, измерить длину волны, установить попереч-ность световых колебаний и выявить другие особенности распространения световых волн. Но для согласования поперечности световых волн с осн. идеей В. о, о распространении упругих колебаний в изотропной среде пришлось наделить эту среду (мировой эфир) рядом трудносогласуемых между собой требований. Гл. часть этих затруднений была разрешена [c.82]

Первоначально Э. понимали как механич. среду, подобную упругому телу. Соотв. распространение световых волн уподоблялось распространению звука в упругой среде, а напряжённости электрич. и магн. полей отождествлялись с механич. йатяжениями Э. Гипотеза механич. Э. встретилась с большими трудностями. Так, поперечность световых волн требовала от Э. св-в абсолютно тв. тела, но в то же [c.907]

Это была не единственная трудность, стоящая перед гипотетическим эфиром. Как показали измерения Фуко и Физо, скорость распространения света в разных средах различна. Это могло иметь место в случае, если бы эфир обладал разными свойствами в разных средах. Неприятиости, связанные с эфиром, этим не исчерпываются. Если эфир обладает свойствами твердого тела, то в нем могут распространяться как поперечные, так и продольные волны, в то время как у световой волны продольной составляющей нет. Следовательно, эфир должен был обладать такими свойствами, которые допускают распространение в нем только поперечной волны. [c.7]

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]

В дальнейшем изучение явлений поляризации света и интерференции поляризованных лучей (Френель и Aparo) позволило установить особенности световых волн, которые были объяснены Юнгом и Френелем при помощи допущения, что световые волны поперечны, т. е. что направления колебаний в них перпендикулярны к направлению распространения. [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...