Световые волны к задачнику по физике за 10-11 классы «Физика. 10-11 класс. Пособие для общеобразовательных учебных заведений» Рымкевич А.П.
Свет — это электромагнитная волна, воспринимаемая человеческим глазом. Длины волн света лежат в диапазоне от 380 нм до 760 нм. Скорость распространения света в вакууме равна с=2,9979⋅108 м/c, а в среде она меньше этого значения.
Свет в однородной среде распространяется прямолинейно. Это утверждение носит название закона распространения света в однородной среде.
Пусть свет падает на плоскую границу раздела двух сред. Часть света отразится, а другая часть света пройдет сквозь границу. При отражении луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости, причем угол падения равен углу отражения (закон отражения света). Напомним, что углы отражения и падения отсчитываются от нормали к отражающей поверхности.
Вернемся к той части света, которая прошла сквозь границу раздела двух сред. Введем следующие обозначения: α-угол между падающим лучом и нормалью, β — угол между преломленным лучом и нормалью. При преломлении луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости, причем угол падения и угол преломления удовлетворяют закону Снеллиуса (закону преломления света):
где n1 и n2 — показатели преломления первой и второй среды соответственно, „-относительный показатель преломления двух сред. Если в задачах в качестве первой среды берется воздух, то можно считать, что n≈n2. Если скорость распространения света в среде v, то показатель преломления среды n может быть выражен формулой:
Если угол преломления равен 90°, то закон преломления света переходит в следующую формулу:
где α0 — угол полного отражения. При угле падения α>α0 преломления не наблюдается, весь падающий свет отражается (явление полного отражения). Дисперсией называется явление зависимости показателя преломления света от частоты.
Источники света называются когерентными, если они излучают свет с постоянной частотой и постоянным сдвигом фаз. Явление интерференции состоит в сложении двух волн от когерентных источников, в результате которого наблюдается усиление или ослабление интенсивности полученной волны. Если λ-длина волны, то максимум интерференционной картины определяется условием:
а минимум —
Здесь Δ — оптическая разность хода.
Дифракцией называется явление огибания волнами препятствий. Для наблюдения дифракции световой волны можно воспользоваться дифракционной решеткой-пластинкой, на которой нанесены непрозрачные штрихи. Периодом дифракционной решетки d называется расстояние между двумя последовательными штрихами. Разность хода A равна:
где φ — угол между лучом и перпендикуляром к решетке.
Световые волны являются поперечными, а, значит, могут быть поляризованы. Свет, в котором вектор E колеблется вдоль одного направления, называется плоскополяризованным.