Уравнение сферической волны. Что такое амплитуда, частота, фаза?

Билет №1

Уравнение сферической волны. Что такое амплитуда, частота, фаза?

Сферическая волна – волна, волновые поверхности которой представляют собой совокупность концентрических сфер.

Ɛ = cos(ωt-kr+φ₀); ω(t - ); k = ; A – амплитуда, r – радиус вектор в точку, к – волновой вектор

Амплитуда – наибольшее отклонение от положения равновесия.

Частота – количество полных колебаний в единицу времени [Гц]

Фаза – аргумент функции (Какая часть периода прошла с начала колебаний)

2. Как связаны k (волновое число) и λ (длина волны)?

k = ; k – волновое число, λ – длина волны

Пространственный аналог круговой частоты

3. (КАРТИНКА) Закон отражения света Отраженный и падающий лучи лежат в плоскости, содержащей перпендикуляр к отражающей поверхности в точке падения, и угол падения равен углу отражения.

4. Оптическая разность хода – разность оптических длин пути двух лучей, имеющие общие начальные и конечные точки L=nl, n – показатель преломления.

5. (Картинка) Какое число зон Френеля должно окрывать отверстие, чтобы в центре экрана получалось светлое пятно?

Число зон Френеля, которое должно открывать отверстие, чтобы в центре было светлое пятно, нечётное, так как при нём наблюдается максимум интерференции (амплитуда в точке больше)

Билет № 2

1. Уравнение плоской монохроматической волны (амплитуда, частота, фаза)

Плоская волна – это волна, волновая поверхность которой представляет собой совокупность параллельных друг другу плоскостей.

 

При х=0

Ɛ = Acosωt

При произвольной х, нужно время T=

Ɛ = Acosω(t - ) φ – уравнение плоской волны

х – смещение любой из точек с координатой х в момент времени t

Введём волновое число k =

λ = VT; k = ; V = Ɛ = Acos(ωt – kx + φ) Амплитуда, частота, фаза – 1

Зависимость скорости света от показателя преломления среды

V = c – скорость света

Явление резонанса? Резонансная кривая

Резонанс – явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при равенстве частоты вынуждающей силы и собственной частоты колебательной системы. а_вын =

Г3>Г2>Г1

Явление интерференции. Когерентные волны

Два источника называются когерентными, если они имеют одинаковую частоту и постоянную, независящую от времени, разность фаз

Волны, создаваемые такими источниками, называются когерентными (имеют одну поляризацию)

Интерференция – перераспределение интенсивности света в результате наложения нескольких когерентных световых волн. Это явление сопровождается устойчивым во времени чередованием в пространстве минимумов и максимумов, которое называется интерференционной картиной

Какое число Френеля должно открывать отверстие, чтобы в центре экрана получалось тёмное пятно

См. вопрос 5.1 Чётное, минимум интерференции

Закон Бугера

- физический закон, определяющий ослабление монохроматического пучка света при распространение его в поглощающей среде

I(l) = I_oe^-kλl, I(l) – интенсивность света, I_oe – поглощение света на входе в вещество, -kλ – показатель поглощения l – толщина слоя вещества

Билет № 3

Принцип Гюйгенса – Френеля

Каждая точка волновой поверхности служит источником вторичных сферических волн. Все эти волны являются когерентными ввиду общности их происхождения от первичного источника (то есть могут интерферировать друг с другом), волновой процесс в окружающем пространстве – есть результат интерференции волн

Билет № 4

Закон преломления света

Луч падающий, луч преломленный и нормаль границы раздела сред в точке падения лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления – величина постоянная для данных сред и называется относительным показателем преломления или показателем преломления второй среды относительно первой

Дифракция

Явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий (свет при определенных условиях может заходить в область геометрической тени)

Дисперсия вещества

- зависимость показателей преломления от длины волны проходящего свете (или зависимость от длины фазовой скорости распространения электромагнитной волны)

Двойное лучепреломление

При прохождении света через некоторые кристаллы луч разделяется на два. Двойное лучепреломление – раздвоение светового луча при прохождении через оптически анизотропную среду, обусловленное зависимостью показателя преломления и скорости волны от её поляризации и ориентирования волнового вектора

n_o – обыкновенный (удовлетворяет обычному закону преломления)

n_e – необыкновенный (зависит от угла падения)

Билет №1

Уравнение сферической волны. Что такое амплитуда, частота, фаза?

Сферическая волна – волна, волновые поверхности которой представляют собой совокупность концентрических сфер.

Ɛ = cos(ωt-kr+φ₀); ω(t - ); k = ; A – амплитуда, r – радиус вектор в точку, к – волновой вектор

Амплитуда – наибольшее отклонение от положения равновесия.

Частота – количество полных колебаний в единицу времени [Гц]

Фаза – аргумент функции (Какая часть периода прошла с начала колебаний)

2. Как связаны k (волновое число) и λ (длина волны)?

k = ; k – волновое число, λ – длина волны

Пространственный аналог круговой частоты

3. (КАРТИНКА) Закон отражения света Отраженный и падающий лучи лежат в плоскости, содержащей перпендикуляр к отражающей поверхности в точке падения, и угол падения равен углу отражения.

4. Оптическая разность хода – разность оптических длин пути двух лучей, имеющие общие начальные и конечные точки L=nl, n – показатель преломления.

5. (Картинка) Какое число зон Френеля должно окрывать отверстие, чтобы в центре экрана получалось светлое пятно?

Число зон Френеля, которое должно открывать отверстие, чтобы в центре было светлое пятно, нечётное, так как при нём наблюдается максимум интерференции (амплитуда в точке больше)