Законы распространения лучей

Законы распространения лучей [c.40]

Если выполнено это условие, то можно ввести понятие о лучах как о линиях, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением распространения волны, и можно говорить о распространении звука вдоль лучей, отвлекаясь при этом от его волновой природы. Изучение законов распространения звука в таких случаях составляет предмет геометрической акустики. Можно сказать, что геометрическая акустика соответствует предельному случаю малых длин волн, >0. [c.365]

Исторически первая волновая трактовка дифракции была дана Т. Юнгом (1800 г.), который исходил из представлений, внешне сильно отличающихся от френелевских. Помимо закона распространения волнового фронта в направлении лучей, выводимого из построения огибающей вторичных волн Гюйгенса, Юнг ввел принцип передачи или диффузии амплитуды колебаний вдоль волнового фронта (поперек лучей). Скорость такой передачи пропорциональна, по Юнгу, длине волны и растет с увеличением различия амплитуд в соседних точках волнового фронта. Кроме того, диффузия амплитуды сопровождается изменением фазы колебаний. Таким образом, по мере распространения волнового фронта происходит сглаживание, расплывание неоднородного распределения амплитуды на волновом фронте. Полосы, наблюдающиеся при дифракции на экране с отверстиями (см. рис. 9.13, 9.14 и 9.18), возникают, по Юнгу, в результате сдвига фазы между колебаниями в падающей волне и колебаниями, диффундирующими в данную точку из соседних областей волнового фронта. В области геометрической тени падающая волна отсутствует, наблюдается чистый эффект диффузии, и полосы появиться не могут, что находится в соответствии с наблюдениями. [c.171]

Геометрическая или лучевая оптика — раздел оптики, в котором законы распространения оптического излучения изучаются па основе представлений о световых лучах. Под световым лучом понимается линия, вдоль которой распространяется энергия оптического излучения. [c.196]

Амплитуда каждого дифрагированного луча в процессе распространения снижается пропорционально (г расстояние от точки ввода вдоль луча), в то время как амплитуда падающей волны остается постоянной. Здесь и далее, где приводятся законы распространения дифракционных волн, подразумевается, что падающая волна имеет плоский фронт. Разумеется, объемные падающие волны, излучаемые акустическими преобразователями конечных размеров, имеют фронты, отличающиеся от плоских, вследствие чего законы распространения волн дифракции отличаются от приводимых. Тем не менее для лучшего понимания свойств волн дифракции целесообразно представлять падающую волну в виде плоской. [c.39]

Новый электромагнетизм даст решение многих проблем. Законы распространения волн теории Максвелла будут, вероятно, справедливы и для не несущих энергию световых фазовых волн, а рассеяние лучистой энергии будет объясняться как результат изгибания лучей (т. е. траекторий световых квантов). По-видимому, имеется большая аналогия между рассеянием излучения и рассеянием частиц уменьшение скорости частиц при проходе через перегородку можно, таким образом, сравнивать с уменьшением частоты рентгеновских лучей при рассеянии, которое недавно было вычислено и экспериментально исследовано А. Комптоном. [c.639]

Закон отражения падающий луч, отраженный луч и нормаль к границе сред лежат в одной плоскости угол отражения г/ равен углу падения г ]. Схема распространения луча света через границу сред дана на фиг. 3. [c.228]

Закон независимого распространения лучей отд. лучи не влияют друг на друга и распространяются независимо. Если в какой-либо точке сходятся две системы лучей, то освещённости, создаваемые ими, складываются. [c.438]

Инфракрасные лучи следуют тем же законам, что и видимый свет, и подчиняются, в частности, закону распространения по прямой линии и закону обратных квадратов. Это важно запомнить в связи с практикой их применения. [c.20]

Под дифракцией следует понимать любое отклонение от прямолинейного распространения лучей, если только это отклонение не является причиной обычных законов геометрической оптики — отражения или преломления. [c.331]

Так как природа тепловых и световых лучей одна и та же, то законы распространения, отражения и преломления световых лучей справедливы и для тепловых. Поэтому для изучения сложных явлений теплового излучения в ряде случаев правомерно проводить аналогию со световым излучением, которое в значительно большей мере доступно непосредственному наблюдению. [c.69]

Обладая всеми свойствами звуковых колебаний, УЗК благодаря повышенной частоте имеют и некоторые специфические свойства с повышением частоты увеличивается направленность УЗК и при частотах порядка мегагерц угол раскрытия пучка УЗК столь мал, что к нему можно применить понятие ультразвуковой луч . Это оправдывается и тем, что законы распространения УЗК (преломление, отражение, дифракция) аналогичны законам геометрической оптики. [c.293]

Эта простая схема распространения луча имеет одно исключение интенсивность на фокальной линии (или в фокусе) и вблизи от нее не дается законами геометрической оптики. Действительно, на фокальной линии законы геометрической оптики дают бесконечную интенсивность, так что мы можем просто сказать, что эти законы неправильны всегда, когда в результате будут получаться бесконечности (или очень большие величины). Причина, по которой законы геометрической оптики не выполняются на фокальной линии, была выяснена в разд. 3.22. Большая интенсивность вблизи фокальной линии означает, что следует учитывать настолько широкую область волнового фронта падающей волны, что волновой фронт в этой области недостаточно характеризовать двумя радиусами кривизны. Более того, может оказаться существенной и разность амплитуд в пределах этой области. [c.235]

Вопрос об использовании геометрической оптики для нахождения рассеяния при больших х можно теперь резюмировать следующим образом. За исключением особых углов расчеты распространения луча и интенсивности, основанные на законах геометрической оптики, дают правильную диаграмму рассеяния (разд. 12.2 и 12.3). [c.236]

При нагревании какого-либо тела часть тепловой энергии превращается на его поверхности в энергию лучистую. Излучение тепла поверхностью тела аналогично световому излучению и отличается от него длиной волн. Видимые световые лучи имеют длины волн от 0,4 до 0,8 [х, а тепловые (инфракрасные) лучи — от 0,8 до 800 ы. Законы распространения, отражения и преломления, установленные для видимых световых лучей, справедливы и для тепловых. [c.15]

Аналогия, существующая между законом тяготения и законом распространения световых и других лучей, издавна наводила людей на мысль о существовании лучей тяготения. [c.46]

Если источник расположен в точке с минимальной скоростью звука, лучи, выходящие из источника, будут осциллировать вверх и вниз относительно горизонта источника (рис. 5.21). Глубину минимальной скорости звука называют осью глубоководного подводного звукового канала. Как показано на рисунке, звуковые лучи источника, расположенного на оси, концентрируются вдоль оси, так что интенсивность звуковой энергии уменьшается в соответствии с цилиндрическим, а не сферическим законом распространения (при этом, конечно, необходимо учитывать потери при поглощении в функции частоты и расстояния). [c.129]

Зоны конвергенции обеспечивают еще один вид работы с применением буев в глубоком море. Пусть приемная система находится на глубине, где скорость звука равна максимальной скорости у поверхности. Лучи, выходящие из приемника горизонтально, вновь становятся горизонтальными у поверхности. Все лучи выше горизонтальных отражаются от поверхности так же, как и лучи ниже горизонтальных, включая и предельный донный луч. Лучевая картина (рис. 5.24) показывает существование надежной зоны акустической освещенности на расстоянии, превышающем половину расстояния до начала зоны конвергенции. В данном случае максимальное расстояние зависит от глубины моря под приемником. Характер изменения потерь приближается к сферическому закону распространения (при измерении расстояния от приемника до поверхности). [c.131]

К законам прямолинейного распространения света, преломления и отражения добавляется закон независимости распространения лучей, действующий в геометрической оптике. [c.15]

Приведенный выше рис. 8.18 показывает, как выглядела бы тень от руки, держащей тарелку, при освещении параллельным пучком лучей. При относительно малом расстоянии (см. рис. 8.18,а) тень вполне резка и подобна объекту, при большем же расстоянии (/ = 11 км, см. рис. 8.18,6) о геометрическом подобии тени и объекта не может быть и речи. Однако в обычных условиях наблюдения подобные искажения не дают себя знать, и применение законов геометрической оптики приводит к построениям, которые, как показывает опыт, вполне удовлетворительно решают вопрос о распространении света и образовании изображения. [c.273]

Вернемся к диаграмме Минковского (рис. 414) и дадим еще один вывод формулы (21), выражающей эффект замедления хода движущихся часов. Пусть наблюдатель В, движущийся со скоростью и < с в системе Охх, и наблюдатель А, покоящийся в тон же системе, находятся в начальный момент в одной и той же точке О х =. г = 0) пространства, где они синхронизируют свои часы, поставив их так, что т = т = 0. Покоящийся в ис-ходно11 системе Охт наблюдатель А в момент т = 6о по своим часам (точка No) посылает световой сигнал, который принимается наблюдателем В в момент, когда его часы показывают время т = 01 =/гбо (точка yVi). Траекторией светового луча служит прямая NqN, параллельная диагонали ОС. Сразу же по получении сигнала наблюдатель В посылает ответный сигнал (с траекторией N]N2 — прямой, перпендикулярной к диагонали ОС), который принимается покоящимся наблюдателем в момент, когда его собственные часы показывают т = 02 = kQ (точка N2). Совпадение коэффициентов пропорциональности в двух последних равенствах выражает как раз принцип относительности, т. е. совпадение законов распространения света во всех ииерциальных системах отсчета. Итак, 02 = fe9l = fe 6o. [c.457]

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]

Первая волновая трактовка Д. в, дана Т. Юнгом (Th. Young, 1800), вторая — О. Френелем (А. Fres-не1, 1815). В картине волнового поля, возникающей за препятствием, Ю 1Г усматривал сочетание собственно Д. в. и интерференции. Для объяснения Д. в., помимо обычных законов распространения волн в направлении лучей, он ввёл принцип поперечной передачи амплитуды колебаний непосредственно вдоль волновых фронтов, указав, что скорость этой передачи пропорциональна [c.664]

Пример 21 Л. Уравнение (21.25) справедливо лишь в параксиальных приближениях, когда угол а и отклонение луча от оси Z малы. Рассмотреть распространение луча без этих ограничений, пользуясь непофедственно законом преломления [c.122]

ЛУЧИ КОРПУСКУЛЯРНЫЕ, поток частиц в отличие от лучей волновых, напр, электромагнитных (см. Лучи световые) или звуковых. Однако при таком их определении граница между корпускулами и волнами становится неопределенной. Действительно, распространение волн имеет многие черты, общие с движением корпускул поэтому Ньютон считал свет потоком корпускул (отсюда и этот термин). Брагг считал у-лучи (по своей природе сходные с рентгеновскими лучами и светом) корпускулярными. С другой стороны, типичные Л. к., катодные, считались Герцем и Яуманом волновым явлением. Причина такого систематич. смешения понятий выяснена современной механикой квантовой (см.). Законы движения частиц и законы распространения волн чрезвычайно близки. [c.126]

Эти лучи многократно отражаются от внутренней поверхности и образуют волны шепчущей галереи . Теория распространения этих волн для цилиндра, находящегося в вакууме, приведена в работе [9]. При распространении вдоль поверхности эти волны излучают звук во внешнее пространство и постепенно затухают. Степень затухания определяется мнимой частью по закону ехр (-1т т>п<р) Лучи выходят из цилиндра в точках С и С1, для которых снова удовлетворяется условие (5.34). Пути АВСМ и АВ1С1М удовлетворяют условию Ферма, согласно которому луч распространяется по траектории, обеспечивающей минимальное время распространения (относительно других соседних траекторий). В силу того, что скорость распространения упругих волн в материале больше скорости в окружающей среде (т. е. полюсы /1 и г 1 лежат слева от точки Ке1>/( д) = 1), распространение луча по траектории АВСМ на рис. 5.7, а занимает меньшее время, чем распространение по более короткой траектории АВСМ на рис. 5.1, б, образованной касательными лучами. [c.234]

В геометрической лучевой) оптике рассматриваются законы распространения света в прозрачных средах на основе представлб 1.чй о свете как о совокупности световык лучей (IV.3.1.5°) — линий, вдоль которых распространяется энергия световых электромагнитных волн. В геометрической оптике не учитываются волновые свойства света и связанные с ними дифракщтонные явления, (У.2.3.Г). Например, при прохождении света через линзу (У.1.5.Г) с диаметром оправы где к — длина световой волны, можно пренебречь явлением дифракции па краях линзы. Общий критерий применимости геометрической оптики где О — линейный размер препятствия, на [c.343]

Геометрическая оптика основана еще также на законе незавнсимостн распространения лучей, который заключается в том, что отдельные лучи и пучки, встречаясь друг с другом и пересекаясь, не оказывают влияния друг на друга. [c.11]

Законы преломления и отражения, определяя направления отраженного и преломленного лучей, не дают никаких сведений об интенсивностях и фазах. Задачу определения интенсивностей и фаз отраженного и преломленного лучей можно решить, исходя из взаимодействия электромагнитной волны со средой. Согласно электронной теории, под действием электрического поля падающей волны электроны среды приводятся в колебания в такт с возбуждающим полем — световой волной. Колеблющийся электрон при этом излучает электромагнитные волны с частотой, равной частоте возбуждающего поля. Излученные таким образом волны называются вторичными. Вторичные Bojnibi оказываются когерентными как с первичной волной, так и мемаду собой. В результате взаимной интерференции происходит гашение световых волн во всех направлениях, кроме двух — в направлениях преломленного и отраженного лучей. В принципе можно, решая задачу интерференции, определить направления распространения, интенсивности и фазы обоих лучей. Однако решение ее, хотя и привело бы к результатам, согласующимся с опытными данными, представляется довольно сложным. Эту же задачу можно решить более простым путем,- используя систему уравнений Максвелла. [c.45]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...