To tylko jedna z 14 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
FALOWA NATURA ŚWIATŁA
• Aby uwzględnić wpływ, jaki ma falowa natura światła na zjawiska, które wyjaśnialiśmy dotąd na bazie optyki geometrycznej, musimy poznać mechanizm promieniowania fal przez źródła i ich detekcji przez odbiorniki.
• Termiczne źródła światła nie wysyłają energii w sposób ciągły, lecz skwantowany. Pobudzenie atomu poprzez pochłonięcie energii termicznej a następnie oddanie tej energii jako wypromieniowywanej fali elektromagnetycznej (w postaci fotonu) o częstotliwości (średniej) , zgodnie z wzorem Einsteina: ( - stała Plancka)
odbywa się w skończonym czasie. Takie procesy pochłaniania i emisji zachodzą wielokrotnie i w rezultacie każdy atom promieniuje ciąg niezależnych fal elementarnych, tłumionych w czasie emisji. FALOWA NATURA ŚWIATŁA - c.d.
• Zjawisko emisji spontanicznej ma charakter przestrzenny, a wektory natężenia pola elektrycznego i magnetycznego każdej fali elementarnej, jakkolwiek leżą w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku rozchodzenia się fali (i są zawsze prostopadłe do siebie!), są zorientowane przypadkowo w przestrzeni względem dowolnej innej fali.
Również odległości w przestrzeni między poszczególnymi falami elementarnymi są przypadkowe, bo zależą od przypadkowych odstępów czasowych między kolejnymi (niezależnymi!) aktami emisji. DETEKCJA PROMIENIOWANIA
• Częstotliwość promieniowania optycznego jest rzędu 1012 Hz (pasmo widzialne). Nie istnieją odbiorniki tak „szybkie” (o tak małej stałej czasowej), żeby były w stanie zarejestrować takie zmiany, możemy więc mówić tylko o detekcji średniej gęstości energii (odbiorniki promieniowania e.-m. są czułe na energię tego promieniowania!) w pewnym czasie , różnym dla różnych odbiorników, ale dużo większym od okresu drgań fali e.-m.:
Wprowadzając oznaczenie:
(średnia czasowa)
możemy zapisać: Wektor nazywany wektorem optycznym i możemy w jego miejsce podstawić zarówno wektor jak i (oko ludzkie „widzi” !)
DETEKCJA PROMIENIOWANIA - c.d.
• Dla uproszczenia przyjmijmy, że w czasie promieniowanie jest ciągłe i nietłumione. Jeżeli punkt detekcji znajduje się dostatecznie daleko od źródła, falę możemy uważać za płaską i przedstawimy ją w postaci zespolonej:
gdzie oznacza niezależna od czasu amplitudę zespoloną. Przedstawienie w postaci funkcji zespolonej ma swoje zalety, jeśli chodzi o zagadnienia związane z propagacją fali, ale sens fizyczny ma część rzeczywista i te wielkość podstawimy do wzoru na średnią gęstość energii:
(…)
… PROMIENIOWANIA • Fala - to rozchodzące się w przestrzeni, zależne od czasu, zaburzenie.
• Fala monochromatyczna płaska to fala harmoniczna o postaci:
gdzie: - częstość kołowa fali; - amplituda zespolona; - liczba falowa. (Uwaga: ta fala rozchodzi się w kierunku „z”).
Częstotliwość fali: ;
Długość fali: .
• Jeżeli rozważamy przejście fali przez ustalony punkt przestrzeni (detekcja!), to można odnieść fazę…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)