РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА В ДВИЖУЩИХСЯ СРЕДАХ

РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА В ДВИЖУЩИХСЯ СРЕДАХ [c.196]

Распространение света в движущихся средах [c.198]

Распространение света в движущейся среде. Рассмотрим случай распространения плоской электромагнитной волны в среде, движущейся со скоростью и. Полагая все величины поля пропорциональными ехр [г (кг — со/)], где А—волновой вектор, а ш часто-та электромагнитной волны, найдем из ур-ний (1) — [c.500]

Излучение электромагнитных волн в движущейся среде. Источниками излучения в движущейся среде, как и в покоящейся, явл. электрич, заряды и токи. Однако хар-р распространения эл.-магн, волн от источника, расположенного в движущейся среде, существенно отличается от хар-ра распространения волн в покоящейся среде. Пусть в нек-рой малой области движущейся среды расположен источник и время излучения мало. Если бы среда покоилась, то поле излучения расходилось бы от источника во все стороны с одинаковой скоростью, равной скорости света, т. е. всё поле излучения было бы сосредоточено вблизи от сферич. поверхности, расширяющейся со скоростью света. Движение среды приводит к тому, что скорость света в разных направлениях оказывается различной [см. ф-лу (5)]. Поэтому поверхность, на к-рой поле излучения отлично от нуля, уже не явл. сферой. Расчёт показывает, что эта поверхность имеет вид эллипсоида вращения с осью симметрии, направленной по скорости движения среды. Полуоси эллипсоида линейно растут со временем, а центр эллиптич. оболочки перемещается параллельно скорости среды. Т, о., оболочка, на к-рой сосредоточено излучение, одновременно расширяется и сносится по течению в движущейся среде ( увлекается средой). Если [c.870]

Черепковское свечение было объяснено в 1937 г. советскими физиками И. Е. Таммом и И. М. Франком на основе классической электродинамики . Они обратили внимание на то, что утверждение классической электродинамики об отсутствии потерь на излучение у равномерно и прямолинейно движущейся заряженной частицы опирается на предположение о том, что скорость движения частицы меньше скорости распространения света. Однако это условие может быть нарушено при движении частицы в среде с показателем преломления > 1. В этом слу- [c.235]

Это выражение равно времени прохождения светового луча из точки А в точку В преломляющей среды, покоящейся в эфире. Поэтому в первом приближении распространение света одинаково как в движущейся, так и в покоя- [c.24]

Эффект Допплера (открытый Кристианом Допплером в 1842 г. для света) заключается в изменении частоты ультразвукового сигнала при отражении от движущихся предметов по сравнению с первоначальной частотой посланного сигнала (допплеровский сдвиг частот) (рис. 3.11). Если принять, что генератор ультразвуковых волн и их детектор (датчик) неподвижны (а именно так и происходит при ультразвуковых исследованиях), то частота отраженной движущимся объектом ультразвуковой волны увеличивается при приближении отражателя к датчику и уменьшается при отдалении от него (рис. 3.12). Допплеровский сдвиг частот (Df) зависит от скорости движения (v) отражателя (элементов крови, прежде всего эритроцитов), угла между вектором скорости отражателя и вектором ультразвукового луча (а), скорости распространения звука в среде (с) и первичной частоты излучения (fo.). Данная зависимость описывается допплеровским уравнением [26-34]. [c.49]

Асимметрия Д. э. относительно движения источника и наблюдателя следует иа того, что фазовая скорость V, входяш ая в ур-ние (2), различна в движущейся и неподвижной среде распространение звука по ветру идёт скорее, чем против ветра, свет частично увлекается движущейся диэлектрич. средой и т. п. Другими словами, величина Д. э. определяется величиной и направлением скорости как источника, так и приёмника относительно среды, в к-рой распространяются волны. Исключение составляет случай эл.-магн. волн в вакууме, когда v= во всех системах отсчёта, и Д. э. полностью определяется относит, скоростью источника и приёмника. [c.184]

В твердых и жидких телах тепловое движение носит иной характер. В этих случаях атомы движутся ускоренно, и рассуждение с переходом к движущ ейся системе отсчета здесь неприменимо. Атомы совершают колебания около положений равновесия и тем самым модулируют поле световой волны. В результате не только сохраняются вторичные волны с прежней частотой, но возникают и волны с новыми частотами. К излучениям с прежними частотами применимо все сказанное выше. С ними связана возможность регулярного распространения световых волн в твердых и жидких средах, а также правильного отражения и преломления их на зеркальных поверхностях тел. Излучения же с изменившимися частотами приводят к появлению в рассеянном свете новых частот. [c.430]

До сих пор (исключая аберрацию света) мы не принимали во внимание возможное изменение законов оптических явлений, когда источники, либо наблюдатель, либо среда двиисугся друг относительно друга, т. е. мы не имели дело с оптикой движущихся сред. Начиная с середины XVII в, проводились различные наблюдения и опыты в этой области с целью выяснения свойства эфира, изучения возможных влияний движения материальной среды (например, воды в опыте Физо, Земли в опыте Майкельсона и т. д.) на скорость распространения света. Эти опыты создали основу оптики движущихся сред, на базе которой возникла специальная теория относительности. К числу таких опытов относятся эффект Допплера — смещение частот колебаний при движении источника или приемника, или же обоих одновременно друг относительно друга, явление аберрации света — отклонение луча источника при относительном движении источника и приемника, явление Физо — изменение скорости света в движущейся среде (увлечение света телом, движущимся относительно наблюдателя), опыт Майкельсона — влияние движения Земли относительно а6сол отно покоящегося эфира на скорость распространения света н т. д. [c.418]

При выводе закона преломления Р. Декарт представлял распространение света в виде потока частиц, движущихся с бесконечной скоростью. Для получения правильной формы закона он был вьшужден предположить, что скорость света в более плотной среде больше, чем в менее плотной. Однако если скорость света бесконечна, то последнее утверждение бессмысленно. Теория Декарта была, таким 0бр 130м, внутренне противоречивой. Современник Декарта П. Ферма вывел закон преломления исходя из выдвинутого им принципа наименьшего времени, суть которого заключается в следующем. Действительный путь распространения света, утверждал Ферма, есть путь, для прохождения которого свету потребуется минимальное время по сравнению с временем распространения его по любому другому мысленному пути между этими же двумя точками. Легко видеть, что этот принцип содержит в себе утверж,цение о конечности скорости света. Вопрос об измерении с приобретал решающее значение для признания справедливости разотчных теорий. [c.119]

Рнс. 1. Распространение волн излучения в движущейся среде в случае, кагда скорость движения среды не превышает фазовой скорости света. Источник изучения находится в начале координат, Среда движется вправо со скоростью и. Видно, что волновые поверхности сносит по течению . [c.532]

В т е о р и и Л о р е н ц а офир неподвижен и не принимает участия в движепии материальных сред. Отсюда вытекало существование абе, спстемы отсчета, связанной с неподвижным эфиром, ("ледовательно, электродинамич, явления в движущихся телах до.лжны зависеть от скорости тел в эфире. Смещение .l,ouj]epa должно быть раз.тшчным в случаях движения по отношению к эфиру наблюдателя или источника, С понятием эфира в те годы была связана не только О. д, с., а вооСще вся электродинамика. Распространение света в вакууме описывалось как упругие волны в эфире, преломление света на границе двух тел — как следствие скачка плотности эфира на границе раздела, в энергию электромагнитного поля включалась как кинетическая , так и потенциальная энергия эфира и т, д, [c.500]

Оптика движущихся тел является другой областью оптики, не затронутой в настоящей книге. Как и квантовая теория, она превратилась в широкий независимый раздел знания. Первым наблюденным явлением в этой области, отмеченным в 1728 г. Джеймсом Брэдли (1692—1762 гг.) [55], было явление аберрации неподвижных звезд , т. е. обнаружение небольшого различия их угловых положений, связанного с движением Земли относительно направления светового луча. Брэдли правильно понял это явление, связав его с конечностью скорости распространения света, в результате чего ему удалось определить последнюю. Мы уже упоминали и другие явления, относящиеся к оптике движущихся сред Френель первый заинтересовался увлечением света движущимися телами и показал, что световой эфир участвует в движении со скоростью, которая меньше скорости движущихся тат затем Физо экспериментально продемонстрировал такое частичное увлечение света в опытах с текущей водой. Христиан Допплер (1803—1853 гг.) [56] исследовал эффекты, связанные с двнже1П1ем источника свста или наблюдателя, и сформулировал хорошо известный принцип, названный его именем. До тех пор, пока теория упругого светового эфира считалась верной, а область исследований и точность измерений были достаточно ограниченными, идея Френеля о частичном увлечении света была способна объяснить все наблюдаемые явления. Электромагнитная же теории света встретилась з.цесь с трудностями фундаментального характера. Герц первый попытался обобщить уравнения Макс-ветла на случай движущихся тел. Однако его формулы противоречили некоторым электромагнитным и оптическим измерениям. Огромную роль сыграла теория Гендрика Антона Лоренца (1853—1928 гг.), который предположил, что эфир в состоянии абсолютного покоя является носителем электромагнитного поля, и вывел свойства материальных тел из взаимодействия элементарных электрических частиц — электронов. Е.му удалось показать, что фре-нелевские коэффициенты увлечения света можно получить из его теории и все известные в то время (1895 г.) явления можно объяснить на основании его гипотезы [57]. Однако в результате колоссального увеличения точности измерения оптических путей, достигнутого с помощью интерферометра Альберта Абрагама Майкельсона (1852—1931 гг.), возникла новая трудность оказалось невозможным обнаружить эфирный ветер , наличие которого следовало из теории неподвижного э ира [58, 59). Эта трудность была преодолена в 1905 г, Альберто.м Эйнштейном [60] в его специальной теории относительности. [c.21]

Теория распространения воля в нелинейной среде может быть развита чисто классически при этом нелинейные о птичеокие свойства среды могут анализироваться таким же образом, как анализировались линейные оптические свойства материальных сред в начале прошлого столетия. Для развития теории елинейных свойств сред во времена Максвелла, Герца, Лоренца и Друде е хватало движущей силы экспериментальных открытий. Экспериментальная реализация вынужденного излучения света внезапно изменила обстановку началось энергичное исследование (поведения световых лучей высокой интенсивности. Уже сделано много обобщений классических заионов оптики на случаи, когда существенны нелинейности. В то же время сами нелинейности представляют значительный интерес с точки зрения изучения строения вещества. Подобная же ситуадия имеет место, разумеется, и в линейном случае. Линейный показатель преломления определяет пути световых лучей, и, наоборот, изучая их поведение, мы получаем данные о природе вещества. [c.35]

Задача определения скорости света принадлежит к числу важнейших проблем оптики и физики вообще. Решение этой задачи имело огромное принципиальное и практическое значение. Установление того, что скорость распространения света конечна, и измерение этой скорости сделали более конкретными и ясными трудности, стоящие перед различными оптическими теориями. Первые методы определения скорости света, опиравшиеся на астрономические наблюдения, способствовали со своей стороны ясному пониманию чисто астрономических вопросов о затмениях отдаленных светил и о годичном параллаксе звезд. Точные лабораторные методы определения скорости света, выработанные впоследствии, используются при геодезической съемке. Теоретическое обоснование и экспериментальное исследование принципа Допплера в оптике сделали возможным решение задачи о лучевых скоростях светил или движущихся светящихся масс (протуберанцы, каналовые лучи) и привели к весьма широким астрономическим обобщениям. Сравнительное измерение скорости света в вакууме и различных средах послужило в свое время в качестве ехрег1теп1ит сгис1з для выбора между волновой и корпускулярной теориями света, а впоследствии привело к понятию групповой скорости, имеющему большое значение и в современной квантовой физике. Сравнение скорости распространения света с константой с максвелловской теории, обозначающей, с одной стороны, отношение между электромагнитными и электростатическими единицами заряда, а с другой — скорость распространения электромагнитного поля, сыграло важнейшую роль при обосновании электромагнитной теории света. Наконец, вопрос о влиянии движения системы на скорость распространения света и вся обширная совокупность связанных с ним экспериментальных и теоретических проблем привели к формулировке эйнштейновского принципа относительности — одного из самых значительных обобщений [c.417]

ВОЛНА бегущая—распространение возмущения в среде ВОЛНА (световая — электромагнитное излучение, содержащее в своем составе синусоидальные электромагнитные волны с длинами волн в диапазоне 0,4...0,76 мкм синусоидальная—распространение в среде гармонических колебаний какой-либо физической величины, происходящих со строго определенной частотой спиновая — волна нарушений спинового порядка в магнитоупорядоченной среде (ферромагнетике, ферримагнетике и антиферромагнетике) ударная — распространение в среде области, внутри которой давление резко повышено по сравнению с давлением в соседних областях уединенная — волна с устойчивым профилем в нелинейной диспергирующей среде, ведущая себя подобно частице цилиндрическая— волна, имеющая цилиндрический волновой фронт) ВОЛНЫ [вторичные — волны электромагнитные, излучаемые молекулами в процессе вынужденных колебаний той же частоты, что и падающий свет гравитационные — поверхностные волны, в которых основную роль играет сила тяжести или свободное гравитационное поле, излучаемое ускоренно движущимися массами де Бройля — волны, связанные с любой движущейся частицей и отражающие ее квантовую природу инфразнуковые — волны звуковые с частотой у<16Гц] [c.227]

Обязат. условием для создания оптич. Н. э. является использование такого физ. эффекта, в к-ром имеется выбранное направление, совпадающее с одним из направлений распространения света. Напр., для Фарадея эффекта и Зеемана эффекта выбранным является направление внеш. магн. поля, в движущихся и вращающихся средах — направление движения или вращения, в акустич. устройствах — направление распространения звука. Невзаимность эффектов может быть по фазе, амплитуде, поляризации. [c.250]

При распространении волны навстречу среде ( os <( 0) гфаз(в) < с/лд ( ), ибо движущаяся среда частично сносит волну. В этом проявляется эффект увлечения света движущейся средой. Коэф. увлечения а = 1 — — 1/п был рассчитан О. Френелем (А. J. Fresnel) в 1818, а дисперсионная добавка (м5И(,( )/й )/пд( ), теоретически рассчитанная X. Лоренцем (Н. А. Lorentz.) в 1895, была экспериментально подтверждена в 1905 П. Зееманом (Р. Zeeman). [c.423]

В связи с этим затронем один вопрос, поставленный в эфирной теории света. Что будет с углом аберрации, если телескоп для его измерения заполнить водой На этот вопрос эфирные теории света давали различный ответ, в зависимости от того, какие предположения вводили они о движении эфира относительно Земли и т. п. Опыт был поставлен Эйри в 1871 г. Оказалось, что при заполнении телескопа водой угол аберрации не изменяется. Объяснение этого результата в теории относительности не представляет затруднений. Для простоты рассуждений обратим направление распространения света, предположив, что источник света помеш,ен в главном фокусе объектива телескопа. Поскольку нет никакого эфира, в системе отсчета, где телескоп покоится, вода или воздух, заполняющие его, а также стекло самого объектива телескопа оптически изотропны. В этой системе отсчета лучи выйдут из телескопа параллельно главной оптической оси, независимо от того, заполнен ли телескоп водой или не заполнен. Для определения угла аберрации надо выполнить переход к движущейся системе отсчета S. Но это можно сделать для волны, уже вышедшей из телескопа. Направление этой волны совершенно не зависит от того, какой средой заполнен сам телескоп. Н аличие телескопа и этой среды на таком переходе никак не отразится. Следовательно, и угол аберрации не будет зависеть от среды, заполняющей телескоп. [c.658]

Физическая интерпретация этих двух различных ти-дифракции состоит в следующем. При неизменной ие волны света на низких звуковых частотах при ой длине взаимодействия (длине акустического [ба) направление распространения падающего света ри области взаимодействия остается прямолинейным 1тическая неоднородность среды, связанная с изме-1ем показателя преломления, влияет только на фазу а, прошедшего через акустический столб. Для света 3 акустической волны в этом случае сводится к соз- ю движущейся со скоростью звука фазовой решет- периодом, равным периоду звуковой волны. Такая ация соответствует дифракции Рамана — Ната. ракция света в режиме Рамана — Ната происходит законам дифракции на обычной фазовой решетке, и 1Но этим объясняется наличие симметричных экви- антио расположенных дифракционных максимумов, готы света в дифракционных максимумах сдвинуты асио эффекту Допплера вследствие движения фазо-решетки. [c.7]

При высоких температурах атомы твердых и газообразных тел при-об ретают способность испускать лучистую энергию в форме квантов (фотонов, движущихся по прямым линиям — лучам со скоростью света). Лучистая энергия, когда на пути ее распространения встречаются нелучепрозрачные тела, преобразуется в теплоту. Таким образом, энергия является количественной и качественной мерой движения материи, остающейся неизменной при любых преобразованиях материальной системы, изолированной от окружающей среды. [c.15]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...