Глава IV. ОПТИКА

Оптика изучает природу света, процессы его распространения и явления, происходящие при взаимодействии света с веществом.

Первоначально оптика ограничивалась изучением видимого света, но в настоящее время она рассматривает также свойства невидимых ультрафиолетовых и инфракрасных излучений.

Перейдем к основным положениям физической оптики.

Природа света.

Свет в оптике рассматривается как электромагнитная волна, движущаяся со скоростью υ (в вакууме скорость света с = 3·108 м/с). Как ужеrупоминалось в п. 17.1rв электромагнитной волне векторы электрического поля E и магнитного

поля B совершают колебания во взаимно перпендикулярных плоскостях, рис. 17.1. Источником световой волны являются атомы, в которых электроны переходят с более высоких на более низкие энергетические уровни. Оптический спектр световых волн следующий: инфракрасное излучение (λ ~ 2 мм – 760 нм), видимый свет (λ ~ 760 – 400 нм), ультрафиолетовое излучение (λ ~ 400 – 10 нм).

Как и для любой волны, длина световой волны λ связана с частотой ν и скоростью распространения волны υ соотношением (4.11)

λ = υν .

Как и всеr электромагнитныеr волны, световые волны поперечные (колеба-

ния векторов B и E происходят в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения волны).

Распространение световых волн.

Если взять точечный источник света (размеры источника много меньше расстояния до точек наблюдения), то световая волна от него распространяется по всем направлениям. Поверхность, до которой одновременно доходят волны от данного источника, – это фронт волны. Фронт волны точечного источника S сферический, а на больших расстояниях от источника фронт можно считать плоским (например, свет солнца и звезд).

Принцип распространения световых волн (принцип Гюйгенса): каждая точка, до которой дошла волна, сама становится источником вторичных волн; вторичные волны взаимно гасятся во всех направлениях, кроме направления

исходного фронта.
На рис. 18.1 показан принцип распростра-
нения сферической (фронт волны – сфера) и пло-	S
ской (фронт волны – плоскость) световых волн.
Отметим, что принцип Гюйгенса справед-
лив не только для световых, но и для любых
электромагнитных и механических волн.
	Рис. 18.1
	115