Поляризация монохроматической волны

Соотношение (1.24), описывающее монохроматическую волну, служит одним из возможных решений волнового уравнения, и такая волна обязательно должна быть поляризована (в общем случае эллиптически). Итак, мы пришли к чрезвычайно важному утверждению, глубокий смысл которого заключается в том, что поляризация монохроматической волны является прямым следствием уравнений Максвелла. [c.29]

Поляризация монохроматической волны. В изложении этого параграфа мы в основном следуем книге С. Чандрасекара [85. [c.250]

Амплитуда может быть комплексной (физический смысл этого связан с эллиптической поляризацией волны), и, кроме того, Е — величина векторная. Поэтому в общем случае нужно записать выражение для плоской монохроматической волны в виде [c.29]

До сих пор речь шла об энергетической стороне вопроса. Как подчеркивалось в 211, электромагнитные волны, возникающие в результате вынужденных переходов, когерентны с волной, вызывающей эти переходы. В частности, если поле, взаимодействующее с атомами, представляет собой плоскую монохроматическую волну, то и вынужденно испущенные фотоны образуют также плоскую монохроматическую волну с той же частотой, поляризацией, фазой и с тем же направлением распространения. В результате вынужденного испускания (равно как и поглощения) изменяется только амплитуда падающей волны. [c.775]

В 236 было выяснено, что две плоские монохроматические волны с частотами з, (О3, распространяющиеся в среде с квадратичной нелинейностью, возбуждают поляризацию вида (236.7) [c.849]

Каждой такой ячейке отвечают две плоские монохроматические волны, различающиеся поляризацией (мы учитываем [c.54]

Р. в. ва стохастических (случайно распределённых) возмущениях сред или границ раздела. Иногда под Р. в. понимается именно такой тип рассеяния. Если облако дискретных хаотически расположенных рассеивателей достаточно разрежено, при расчёте рассеянных полей можно пользоваться приближением однократного рассеяния, т. е. первым приближением метода возмущений (см. Борновское приближение, Возмущений теория). Это приближение справедливо в условиях, когда ослабление падающей, волны из-за перехода частя её энергии в рассеянное поле незначительно. В этом случае диаграмма направленности рассеяния плоской волны от всего облака рассеивателей совпадает с индикатрисой, рассеяния отд. частицы. При наличии движения рассеивателей частотный спектр рассеяния первоначально монохроматической волны изменяется ср. скорость движения рассеивателей определяет сдвиг максимума спектра, а дисперсия её флуктуаций — уширение спектра рассеянного излучения в соответствии с Доплера эффектом. При рассеянии эл.-магн. волны происходит также изменение поляризации. [c.266]

С поляризацией световых волн связано много других физических явлений. Прежде чем перейти к изучению этих оптических явлений, необходимо выяснить свойства поляризованных волн. Начнем рассмотрение с обзора состояний поляризации монохроматических плоских волн. [c.64]

ПОЛЯРИЗАЦИЯ МОНОХРОМАТИЧЕСКИХ ПЛОСКИХ ВОЛН [c.64]

Задачей устройства ввода является преобразование поступающих на его вход электрических или оптических сигналов в когерентные оптические сигналы. Это преобразование выполняется в результате пространственной модуляции поступающей на его вход однородной плоской монохроматической волны по амплитуде, фазе или поляризации, осуществляемой с помощью пространственных модуляторов света (ПМС), которые в литературе часто называют управляемыми транспарантами. Пространственную модуляцию света можно осуществить либо путем пропускания света через модулирующую среду, оптические характеристики которой изменены в соответствии с обрабатываемым сигналом, либо в результате отражения света от зеркально отражающей поверхности, на которой сформирован требуемый геометрический рельеф. [c.200]

Электромагнитное излучение, распространяющееся в среде, характеризуется амплитудой колебаний электрического Е нли магнитного Н вектора напряженности поля излучения, частотой, состоянием поляризации к направлением распространения, определяемым волновым вектором k. Выражение для плоской монохроматической волны в изотропной среде имеет вид [c.6]

Стоячие волны возникают при наложении двух распространяющихся навстречу бегущих монохроматических волн одинаковой частоты, амплитуды и поляризации. Такая картина получается, в частности, при полном отражении волны от границы. Условия, при которых отражение будет действительно полным, т. е. отраженная волна будет иметь такую же амплитуду, как и падающая, обсуждаются в 3.3 и 5.7. [c.25]

I докажем, что в среде, удовлетворяю- щей материальному уравнению (2.77), волны правой и левой круговых поляризаций характеризуются различными показателями преломления Пп л. Обратимся к уравнениям Максвелла (2.7) и (2.9). В случае плоской монохроматической волны, когда зависимость Е и D от г и i имеет вид ехр/(кг — Ш), они из дифференциальных превращаются в алгебраические [c.113]

Если три монохроматические волны с различными частотами падают на кубичную среду то может возникнуть поляризация на двадцати двух частотах [7], в том числе на четырех частотах, определяемых частотой всех трех волн. [c.28]

Из сопоставления общего решения (13) с решением (18) при выполнении условия приближенного синхронизма видно, что только при малой фазовой расстройке можно из общего решения для поля нелинейной поляризации выделить волновой множитель, характеризующий плоскую монохроматическую волну, [c.140]

Таким образом, основное заключение состоит в том, что возникновение нелинейной поляризации среды под действием сильной монохроматической волны приводит к тому, что как распределение поля по фронту волны, так и направление распространения света изменяются при распространении, волны в среде, [c.170]

Понятие поляризации ТЕМ-волны, как известно, определяет пространственно-временную ориентацию электрического и магнитного векторов в поперечном сечении [67]. Понятие поляризации предполагает наличие упорядоченной ориентации компонентов электромагнитного поля излучения. Наиболее распространенное, традиционное описание состояния поляризации основано на фигуре, которую описывает проекция конца электрического вектора в поперечном сечении ТЕМ-волны. В об-, щем случае полностью поляризованного монохроматического излучения это эллипс (рис. 7.1). [c.142]

Однако в природе редко осуществляются строго монохроматические волны, а реальные приборы тем более не могут вырезать очень узкую полосу по частоте. Поэтому приходится рассматривать более общий случай и для него вводить специальное описание состояния поляризации. [c.252]

Почти монохроматическая волна может возникать в результате смешения некогерентных (т. е. идущих от независимых источников) волн одной частоты или волн близких частот, не различимых прибором. Тогда невозможно ввести векторы Ьх и Ьг, так как фаза ао все время меняется. Поэтому описание поляризации такой волны более сложно, чем для строго монохроматической волны. [c.252]

Очень эффективный метод согласования фаз при генерации второй гармоники основан на использовании двойного лучепреломления в анизотропных (часто одноосных) кристаллах. Как известно, в одноосном кристалле могут распространяться в любом направлении, кроме направления оптической оси, две монохроматические волны с одной и той же частотой и с различными фазовыми скоростями — обыкновенная и необыкновенная волны. Направления поляризации обеих волн взаимно перпендикулярны. Фазовая скорость ы>ао и показатель преломления необыкновенного луча зависят от направления и лишь в направлении оптической оси совпадают с соответствующими значениями для обыкновенного луча ы> и Кристаллы, для которых [c.172]

Состояние поляризации монохроматической световой волны может быть охарактеризовано четырьмя величинами, имеющими одинаковую размерность и известными как параметры Стокса. Ими являются [c.110]

Выведите уравнение, определяющее показатель преломления плазмы для монохроматической волны. Пренебрегите столкновениями ионов и электронов. Покажите, что ионным вкладом в поляризацию вообще можно пренебречь. При каких условиях в плазме устанавливаются продольные колебания электрического поля Определите фазовую и групповую скорости соответствующих волн. [c.275]

Важные состояния поляризации возникают при наложении монохроматических волн. Их общий характер одинаков для векторных волн любой физической природы. Для наглядности начнем с механического примера, когда частица совершает два гармонических колебания с одной и той же частотой со одно колебание происходит [c.398]

От наложения линейно поляризованных монохроматических волн везде, в том числе и на экране Э, возникнет эллиптическая поляризация света. При неизменном угле между плоскостями колебаний форма и ориентация эллипса колебаний будут изменяться с изменением разности хода между интерферирующими лучами. При определенных значениях разности хода эллиптические колебания могут вырождаться в линейные. Поверхности (а на экране — линии) равной разности хода являются в то же время поверхностями (линиями) одинаковых и одинаково ориентированных эллипсов колебаний. [c.481]

В общем случае при произвольном значении комплексных амплитуд Еох и Еоу в (1.32) в каждой точке пространства вектор напряженности электрического поля вращается в плоскости 2 = onst, перпендикулярной направлению распространения волны, одновременно изменяясь периодически по модулю, так что конец его описывает эллипс. Ориентация осей и эксцентриситет этого эллипса определяются отношением амплитуд а/Ь и разностью фаз 6=ф2 — — Ф1 складываемых волн (см. задачу 2). В таком случае говорят, что волна имеет эллиптическую поляризацию. Это наиболее общий вид поляризации монохроматической волны, переходящий при определенных условиях в линейную и круговую поляризации. Картины поляризации при одинаковых амплитудах и разных фазах складываемых взаимно перпендикулярных колебаний показаны на рис. 1.7, [c.23]

Рис 1 8 Представление состояния поляризации монохроматической волны по Пуд нкаре (сфера Пуанкаре). [c.49]

При общем изучении явления поляризации необходимо объяснить, как возникает характеризующейся осевой симметрией обычный неполяризованный свет. Решением уравнений Максвелла служит строго монохроматическая волна, и потому она обязательно должна быть поляризована (в общем случае эллиптически). Лишь обрыв колебаний (нарушение монохроматичности волны) приводит к исчезновению данной поляризации излучения. Именно так обстоит дело в оптике, где в среднем через каждые 10 с происходит затухание колебаний. Если бы поляризацию исследова.пи безынерционной аппаратурой, то можно было бы обнаружить смену раз.личных. эллипсов через столь малые промежутки времени. Но создать такую аппаратуру трудно, любое приспособление, пригодное для исследования поляризации, неизбежно инерционно, и, наблюдая ( стсственный свет, мы усредняем изменение его поляризации за промежуток времени, значительно превышаюгций 10 с. Tate и возникает осевая симметрия колебаний вектора Е (неполяризованный свет), которая и наблюдается на опыте. [c.37]

Начнем это исследование с обсуждения некоего идейно простого опыта. Рассмотрим pe3yju,TaT сложения двух монохроматических волн с частотами (щ и о) , отличающимися на малую величину Д( ) << (о)1 + о)2)/2. Пусть для простоты выкладок их амплитуды равны, а поляризация одинакова и мы можем решать скалярную задачу. Тогда [c.62]

Учитывая, что для монохроматической волны Е = Eoexp u>t — kr) дифференцирование по xi к[, можно утверждать, что диэлектрическая постоянная не остается постоянной для данной частоты, а зависит также от направления и величины волнового век тора К, получая при его различных значениях малую добавку а/Х 10" , определяющую разницу фазовых скоростей правого и левого вращения вектора Е и приводящую к повороту плоскости поляризации на некоторый угол. [c.159]

Поляризация световых волн определяется вектором электрического поля Е(г, /) в фиксированной точке пространства г в момент времени t. Поскольку вектор электрического поля монохроматической волны Е изменяется во времени по синусоидальному закону, колебания электрического поля должны происходить с определенной частотой. Если предположить, что свет распространяется в направлении оси Z, то вектор электрического поля будет располагаться в плоскости XJ. Поскольку X- и/-составляющая вектора поля могут колебаться независимо с определенной частотой, сначала следует рассмотреть эффекты, связанные с векторным сложением этих двух осциллирующих ортогональных составляющих. Задача о сложении двух независимых ортогональных колебаний с некоторой частотой хорошо известна и полностью аналогична задаче о классическом движении двумерного гармонического осциллятора. В общем случае такой осциллятор движется по эллипсу, который отвечает не-сфазированным колебаниям х- и -составляющих. Существует, конечно, много частных случаев, имеющих больщое значение в оптике. Мы начнем с рассмотрения общих свойств излучения с эллиптической поляризацией, а затем обсудим ряд частных случаев. [c.64]

Черепковское излучение волны нелинейной поляризации, возбуждаемой дублетом квазимонохроматических волн. Чтобы выявить закономерности генерации разностных частот при различных схемах согласования фазовых скоростей, мы обратимся сначала к наглядной задаче о генерации разностной частоты (РЧ) дублетом монохроматических волн. lly Tb на вход нелинейной среды подается суперпозиция монохроматических полей вида [c.131]

При прохождении монохроматической волны с частотой oi через нелинейный оптический кристалл, не обладающий инверсной симметрией, т. е. через электрооптический кристалл, в поляризации второго порядка, кроме составляющей с частотой Di-b(0i = 2 Di, используемой в качестве второй гармоники, образуется составляющая с разностной частотой oi — oi = 0, соответствующая образованию постоянного поля и постоянного напряжения. Этот эффект, называемый оптическим выпрямлением, можно классифицировать как обратный электрооптический эффект. Его наблюдали при генерации второй гармоники Басс, Франкен, Уорд и Вайнрейх [8.56] еще в 1962 г. Эффект [c.290]

Если вместо монохроматической волны пропустить через кристалл световые импульсы, то вместо появления постоянной поляризации и постоянного напряжения описанный нелинейный оптический эффект вызывает образование импульсов напряженности поля и напряжения. Так как нелинейность типичных элек-трооптических кристаллов вызвана исключительно электронами, то вдали от резонансов поляризация следует за электрическим полем световых импульсов практически безынерционно Время отклика составляет лишь несколько фемтосекунд. Следовательно, при прохождении через кристалл ультракоротких световых импульсов (ть Ю фс) в определенной области кристалла возникают импульсы поляризации такой же длительности. Считая нелинейный оптический эффект безынерционным и используя параметрическое приближение (т. е. без учета затухания при проходе лазерной волны через образец), можно-для пространственно-временной структуры поляризации приближенно записать [c.291]

Поляризация. Монохроматические эл ектромагнитные волны (см, 5) всегда обладают определенной поляризацией, т, е, являются поляризованными, [c.82]

Наряду с поляризационной матрицей (73) состояние поляризации почти монохроматической волны можно описывать четырьмя параметрами Стокса, с которьшги эта матрица связана равенством [c.254]

Световой луч может быть полихроматический и монохроматиче сштк. Полихроматическое излучение возникает в результате нагре ва тел. При этом электроны переходят в более высокое энергетиче ское состояние под действием тепловой энергии и происходит спонтанное (самопроизвольное) излучение возбужденных атомов. В зависимости от температуры излучение осуществляется в той или иной области спектра - от ультрафиолетовой до инфракрасной. Излучение называется монохроматическим, если его частота и длина волны постоянны. Полимонохроматическая волна является суммой нескольких монохроматических волн. Когерентной называется волна, если амплитуда, частота, фаза, направление распространения и поляризация постоянны во времени или изменяются по определенному закону. Монохроматическая волна всегда когерентна, а когерентность двух немонохроматических волн означает, что они обладают набором волн с одинаковыми частотами и разность их фаз постоянна во времени. [c.511]

Выражения (45) указывают простое геометрическое представление различных состояний поляризации Si, s и s можно рассматривать " как декартовы координаты точки Р иа сфере 2 радиуса Sd, причем 2х и 21 ) являются сферическими угловыми координатами этой точки (рис. 1.8). Таким образом, каждому втможному состоянию поляризации плоской монохроматической волны заданной интенсивности (in = onst) соответствует одна точка на сфере 2 и наоборот. Так как угол х положителен или отрицателен в зависимости от того, имеем ли [c.49]

Для вывода материального соотношения (3.138) введем зависящую от времени волновую функцию г) электронной системы, находящейся в поле монохроматической волны с фиксированной плоскостью линейной поляризации а. Предполагается, что частота света со близка к частоте экситонного резонанса со о и правила отбора допускают резонансное фотовозбуждение экситона ехс), описываемого двухчастичной огибающей ехс (Ге, Г/,). в линейном приближении имеем [c.181]

Рассмотрим теперь не единичный атом, а среду из атомов. Обозначим через и Л з числа атомов в единице объема на уровнях 11 и 2 соответственно. Допустим, что в среде распространяется плоская монохроматическая волна, частота которой определяется условием Йсо = 2 — За время й1 — йхЬ, где V — скорость распространения,, г йх — расстояние, пройденное волной, с нижнего уровня на верхний переходит в среднем и (со) В Мх й1 атомов и такое же число фотонов поглощается. Из-за индуцированного излучения с верхнего уровня на нижний перейдет и (со) Л атомов и родится такое же число с ютонов той же поляризации и направления распространения, что и у рассматриваемой волньг. Фотоны, излученные спонтанно, а также фотоны, индуцированные другими волнами, можно не учитывать, так как среди них только ничтожная часть распространяется в нужном направлении и обладает нужной поляризацией. Увеличение числа с ютонов в единице объема при прохождении волной расстояния йх = и Ш представится выражением [c.710]

Усиление света в активной среде обычно сравнивают сиара-станием лавины, изображая фотоны в виде шариков. Летящий фотон-шарик порождает второй фотон-шарик с переходом атома с верхнего уровня на нижний. Получаются два одинаковых шарика, летящих в прежнем направлении, затем четыре шарика и т. д. Но эта грубая иллюстрация не объясняет, как в результате наложения фотонов формируется монохроматическая волна строго определенного направления. Эта сторона дела становится понятной, если сравнить изучаемое нами явление с классической картиной распространения плоской монохроматической волны в однородной среде. Волна вызывает колебания в атомах и молекулах среды. Последние переизлучают шаровые волны, когерентные друг с другом и с падающей волной. Эти шаровые волны, интерферируя между собой, создают снова плоский волновой фронт, распространяющийся в среде. Они влияют только на фазовую скорость волны. Если среда абсолютно прозрачна, то амплитуда волны должна оставаться постоянной, как того требует закон сохранения энергии. В поглощающих средах энергия волны частично переходит в тепло — амплитуда волны убывает. Но в активной среде молекулы и атомы находятся в возбужденных состояниях. За счет энергии возбуждения вторичные световые волны, излучаемые молекулами и атомами, усиливаются. Однако их фазы и поляризация [c.711]

Если включить в расчеты члены следующего порядка теории возмущений, можно найти нелинейные источники третьего порядка по электрическим полям. Например, при взаимодействии с системой падающей волны, имеющей частоту соь возникает поляризация на частоте Зсоь Это процесс генерации третьей гармоники. В общем случае мы имеем дело с падающим излучением, являющимся суперпозицией четырех монохроматических волн, частоты которых различны и удовлетворяют соотношению С01 С02 + соз = С04. Для простоты снова ограничимся электродипольным приближением ехр( 1 к г) = 1. Квантовомеханическое выражение для фурье-компоненты (с частотой (Й4), пропорциональной имеет следующий вид [c.276]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...