To tylko jedna z 2 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Zasada Huyghensa W tej teorii światła podanej przez Christiana Huyghensa w 1678 r. zakłada się, że światło jest falą ( a nie strumieniem cząstek). Nie wspomina ona o elektromagnetycznym charakterze światła ani nie wyjaśnia, że światło jest falą poprzeczną. Teoria Huyghensa oparta jest na konstrukcji geometrycznej (zwanej zasadą Huyghensa), która pozwala przewidzieć gdzie znajdzie się czoło fali w dowolnej chwili w przyszłości, jeżeli znamy jej obecne położenie. Zasada ta głosi, że wszystkie punkty czoła fali można uważać za źródła nowych fal kulistych. Położenie czoła fali po czasie t będzie dane przez powierzchnię styczną do tych fal kulistych . Poniżej przedstawiony jest na rysunku elementarny przykład obrazujący, za pomocą elementarnych fal Huyghensa, rozchodzenie się fali płaskiej w próżni. Dane jest czoło fali płaskiej w próżni. Zgodnie z zasadą Huyghensa kilka dowolnie wybranych punktów na tej powierzchni traktujemy jako źródła fal kulistych. Po czasie t promienie tych kul będą równe ct , gdzie c jest prędkością światła. Powierzchnia styczna do tych kul po czasie t jest nową powierzchnią falową. Oczywiście powierzchnia falowa fali płaskiej jest płaszczyzną rozchodzącą się z prędkością c . Uwaga: Można by oczekiwać ( w oparciu o tę zasadę), że wbrew obserwacji fala Huyghensa może się rozchodzić zarówno do tyłu jak i do przodu. Tę „trudność” w modelu eliminuje się poprzez założenie, że natężenie tych fal kulistych (Huyghensa) zmienia się w sposób ciągły od maksimum dla kierunku „w przód” do zera dla kierunku „w tył”. Metoda Huyghensa daje się zastosować jakościowo do wszelkich zjawisk falowych . Można przedstawić za pomocą fal elementarnych Huyghensa zarówno odbicie fal jak i ich załamanie. My zastosujemy je do wyjaśnienia ugięcia fal na szczelinie (przeszkodzie). Rozpatrzmy czoło fali dochodzącej do szczeliny. Każdy jej punkt możemy potraktować jako źródło fal kulistych Huyghensa. Jednak przez szczelinę przechodzi tylko część fal. Fale leżące poza ct czoło fali w chwili t = 0 nowe położenie czoła fali brzegami szczeliny zostają wyeliminowane i z tym jest związane zaginanie wiązki w obszar tzw. cienia geometrycznego. Szczegóły dotyczące fal ugiętych zostaną przedstawione dokładnie w dalszych wykładach. Tutaj zwróćmy jedynie uwagę na to, że gdy szerokość szczeliny staje się duża (w stosunku do długości fali) a λ to ugięcie można zaniedbać. Wydaje się, że światło rozchodzi się po liniach prostych co można przedstawić w postaci promieni podlegających prawom odbicia i
(…)
…
się po liniach prostych co można przedstawić w postaci promieni podlegających prawom odbicia i
załamania. Mówimy, że mamy do czynienia z optyką geometryczną.
Warunkiem stosowalności optyki geometrycznej jest więc aby wymiary liniowe wszystkich
obiektów (soczewek, pryzmatów, szczelin itp.) były o wiele większe od długości fali.
Jeżeli tak nie jest to nie możemy przy opisie światła posługiwać się promieniami, lecz trzeba wziąć
pod uwagę falowy charakter światła. Widać jak znaczące jest ugięcie fali gdy szczelina ma rozmiar
porównywalny z długością fali.
Mamy wtedy do czynienia z optyką falową.
Optyka geometryczna jest więc szczególnym (granicznym) przypadkiem optyki falowej.
Zajmiemy się teraz właśnie optyką falową.
…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)