астивості і прямолінійне поширення хвиль і світла пояснює принцип Гюйгенса: кожна точка фронту хвилі, досягнута хвилею поверхні, стає джерелом вторинних сферичних хвиль. Вони поширюються з тією ж швидкістю в напрямку вихідної хвилі і їх огинає утворює новий фронт хвилі, хвильову поверхню в наступний момент часу (в результаті інтерференції). Вони є когерентним і дають інтерференцію, за принципом Гюйгенса-Френеля: всі вторинні джерела на поверхні фронту хвилі когерентні, а інтерференція їх хвиль дає амплітуду і фазу хвилі в будь-якій точці простору.
Якщо радіус сферичного фронту набагато більше розміру його ділянки, то той можна вважати плоским, а промені паралельними. І назад, якщо промені паралельні, то ділянка хвилі плоский. Цей принцип справедливий для всіх хвиль.
Це пояснює поширення хвилі в одному напрямку, тому в інших хвилі гасяться інтерференцією, і дифракцію, тому вона і перешкоди створюють нові джерела хвиль.
Хвильовий поверхнею називають поверхню, у всіх точках якої коливання відбуваються в одній фазі, а передню поверхню - фронтом хвилі.
Фаза (від грец. phasis - поява) означає певний момент процесу, коливання, розвитку.
. 1 Дисперсія світла
Одним з результатів взаємодії світла з речовиною є його дисперсія.
Дисперсією світла називається залежність показника заломлення n речовини від частоти? (Довжини хвиль?) Світла або залежність фазової швидкості світлових хвиль від їх частоти.
Наслідком дисперсії є розкладання в спектр пучка білого світла при проходженні його через призму (рис. 10.1). Перші експериментальні спостереження дисперсії світла проводив у 1672 р І. Ньютон. Він пояснив це явище розходженням мас корпускул.
Розглянемо дисперсію світла в призмі. Нехай монохроматический пучок світла падає на призму із заломлюючим кутом А і показником заломлення n (рис. 10.2) під кутом.
Рис. 10.1 Рис. 10.2
Після дворазового заломлення (на лівій і правій гранях призми) промінь виявляється переломлений від первинного напряму на кут?.
Припустимо, що кути призми малі, тоді кути відхилення променів будуть також малі і замість синусів цих кутів можна скористатися їх значеннями.
Звідси випливає, що кут відхилення променів призмою тим більше, чим більше заломлює кут призми.
З цього випливає, що кут відхилення променів призмою залежить від показника заломлення n, а n - функція довжини хвилі, тому промені різних довжин хвиль після проходження призми відхиляються на різні кути. Пучок білого світла за призмою розкладається в спектр, який називається дисперсійним або призматичним, що і спостерігав Ньютон. Таким чином, за допомогою призми,
так само як за допомогою дифракційної решітки, розкладаючи світло в спектр, можна визначити його спектральний склад.
Розглянемо відмінності в дифракційному і призматичному спектрах.
Дифракційна решітка розкладає світло безпосередньо по довжинах хвиль, тому по вимірюються кутів (за напрямками відповідних максимумів) можна обчислити довжину хвилі (частоти). Розкладання світла в спектр в призмі відбувається за значеннями показника заломлення, тому для визначення частоти або довжини хвилі світла треба знати залежність або. Складові кольору в дифракційному і призматичному спектрах розташовуються різному. Ми знаємо, що синус кута в дифракційної решітці пропорційний довжині хвилі. Отже, червоні промені, що мають велику довжину хвилі, ніж фіолетові, відхиляються дифракційною решіткою сильніше. Призма ж розкладає промені світла в спектрі за значеннями показника заломлення, який для всіх прозорих речовин із збільшенням довжини хвилі (тобто зі зменшенням частоти) зменшується (рис. 10.3).
Рис. 10.3
Тому, червоні промені відхиляються призмою слабкіше, на відміну від дифракційної решітки.
Величина (або), звана дисперсією речовини, показує, як швидко змінюється показник заломлення з довжиною хвилі.
З рис. 10.3 випливає, що показник заломлення для прозорих речовин із збільшенням довжини хвилі збільшується, отже величина по модулю також збільшується зі зменшенням?. Така дисперсія називається нормальною. Поблизу ліній і смуг поглинання, хід кривої дисперсії буде іншим, а саме n зменшується зі зменшенням?. Такий хід залежності n від? називається аномальної дисперсією. Розглянемо докладніше ці види дисперсії.
1.2 Інтерференція світлових хвиль
електромагнітний хвиля світло дифракція
Явище взаємного накла...
