3 Электромагнитные волны. Энергия электромагнитных волн. Интенсивность волны.

1Электромагнитные волны.Электромагнитное излучение (электромагнитные волны) — распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля. В электромагнитной волне векторы E и H колеблются в перпендикулярных направлениях. Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту, длину волны и поляризацию.В зависимости от длины волны излучение делится на радиоволны, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское, гамма-излучение.Волны могут быть плоскими, сферическими, циллиндрическими.Поведение электромагнитных волн полностью описывается уравнениями Максвелла.

2 Энергия.Возможность обнаружения электромагнитных волн указывает на то, что они переносят энергию.Из теории Максвелла следует, что если электромагнитные волны поглощаются или отражаются телами (эти явления подтверждены опытами Герца), то электромагнитные волны должны оказывать на теле давление. Давление электромагнитных волн объясняется тем, что под действием электрического поля волны заряженные частицы вещества начинают упорядоченно двигаться и подвергаются со стороны магнитного поля волны действию сил Лоренца. Однако значение давления ничтожно.Существование давления электромагнитных волн приводит к выводу о том, что электромагнитному полю присущ механический импульс. Импульс электромангитного поля p = W/c, где W - энергия электромагнитного поля.Выражая импульс как p = mc, получим W = mc^2

3 Интенсивность волны.О силе волны судят по её амплитуде. В отличие от колебания, амплитуда волны — скалярная величина.Но для количественной характеристики переносимой волной энергии используется вектор плотности потока энергии I. Его направление совпадает с направлением переноса энергии, а абсолютная величина равна количеству энергии, переносимой волной за единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению вектора. При небольших амплитудах I = kA^2, где A — амплитуда; k — коэффициент пропорциональности, зависящий от природы волны и свойств среды, где эта волна распространяется.

8 Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля.

Дифракцией называется огибание волнами препятствий, встречающихся на их пути, или в более широком смысле — любое отклонение распространения волн вблизи препятствий от законов геометрической оптики. Благодаря дифракции волны могут попадать в область геометрической тени,

огибать препятствия, проникать через небольшие отверстия в экранах и т. д. Явление дифракции объясняется с помощью принципа Гюйгенса, согласно которому каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн задает положение волнового фронта в следующий момент времени. Пусть плоская волна нормально падает на отверстие в непрозрачном экране. Согласно Гюйгенсу, каждая точка выделяемого отверстием участка волнового фронта служит источником вторичных волн (в однородной изотропной среде они сферические). Построив огибающую вторичных волн для некоторого момента времени, видим, что фронт волны заходит в область геометрической тени, т. е. волна огибает края отверстия. Явление дифракции характерно для волновых процессов. Поэтому если свет является волновым процессом, то для него должна наблюдаться дифракция, т. е. световая волна, падающая на границу какого-либо непрозрачного тела, должна огибать его (проникать в область геометрической тени).. Френель решил эту задачу, рассмотрев взаимную интерференцию вторичных волн и применив прием, получивший название метода зон Френеля.Френель разбил волновую поверхность Ф на кольцевые зоны такого размера, чтобы расстояния от краев зоны до М отличались на lambda/2.