Osztályozása elektromágneses hullámok
monokróm hullámok
Ebben az esetben, ha a vektorok $ \ overrightarrow \ $ és $ \ $ overrightarrow elektromágneses hullám végre harmonikus rezgések ugyanazon a frekvencián, amely az úgynevezett frekvencia a hullám. Egy ilyen hullámot nevezzük monokróm. Amikor forgalmazó monokróm hullám mindig motetta locus megállapította, hogy azonos fázisban rezegjen. Ez pontok halmaza nevezzük hullámfront. Monokromatikus hullám korlátlan időben és térben. Bármilyen nonmonochromatic hullám is képviselteti magát az összege monokromatikus hullámok.gömb alakú hullám
Abban az esetben, ha a forrás hullám zavar lehet tekinteni a kis (pont) azonos sebességgel terjedési perturbáció azonos minden irányban (izotróp közeg), a hullámfront alakja van egy gömb központ a forrása a perturbáció. Egy ilyen hullámot nevezzük gömb alakú. Monokróm gömb alakú hullám egyenlet felírható:
ahol a $ a_0 $ - amplitúdója megegyezik az egység a régióban a hullám forrása.
A gömb alakú hullám absztrakció, de olyan távolságra hullám forrás ($ r \ gg l, méret \ Source \ wave \ $) a hullám előtt lehet tekinteni, mint gömb alakúak. A gyakorlatban ez általában úgy, hogy a hullám első gömb, ha a távolság $ r $ nagyobb, mint a lineáris méretei a hullám energia több mint 10 alkalommal. Ebben az esetben, az intenzitás a hullám csökken, ahogy a távolság négyzetével a forrástól.
Ha a hullám tekinthető gömb alakú, a hullám elől halad a normális irányban neki. Sugár vektorfragmensek levonni a zavar forrásától, egyre sugarak, amelyek mentén a hullám előtt szaporítják. Ebben az esetben, ha a közeg, amelyben a hullám terjed anizotrop, a sugárzás és a terjedési irányát a hullámfront nem lehet azonos.
síkhullámok
Ha a forrás a hullámok nagyon messze $ r \ to \ infty $ helyének megfigyelés, a hullám előtt részének tekintik hatálya igen nagy sugarú, azaz egy bizonyos közelítő hogy fontolja meg a gépet. Elektromágneses hullám hívják lapos. ha a vektorok $ \ overrightarrow \ $ és $ \ overrightarrow $ függ az idő, és csak az egyik derékszögű koordinátákkal. Például az első síknak síkjával párhuzamos hullám $ ZY $, akkor az egyenlet egy sík monokromatikus hullám felírható:Egyenlet (2), hogy a felület az egyik fázis állapota által meghatározott $ x = const $, vagyis párhuzamosan a síkban minden pont $ ZY $ van azonos fázisban.
A sík hullám előtt mozog önmagával párhuzamosan. A síkhullám ismerteti párhuzamos fénysugár. Az intenzitás a síkhullám állandó marad minden $ x $, az amplitúdó a hullám nem függ a koordináta.
A síkhullám is ideális modell.
Elektromos és mágneses mezők monokromatikus síkhullám leírható a valós rész egyenletek:
ahol $ \ overrightarrow = const, \ \ overrightarrow = const. $
Ha az egyenlet a hullámok által leírt szinusz vagy koszinusz, ezek a hullámok nevezzük harmonikus.
Polarizált elektromágneses hullámok
Bármely pontján terén síkban monokromatikus fény hullám végét az elektromos mező vektora leír egy ellipszis, - hullám nevű elliptikusan polarizált.
Ha az irányt a keresztirányú oszcillációk tárolják egy síkban, egy ilyen hullámot nevezzük síkban vagy lineárisan polarizált. A repülőgép, amely tartalmazza a vektor $ \ overrightarrow $, és a hullám-normál ($ \ overrightarrow $), az úgynevezett polarizációs síkját. Tól polarizált funkciók természetes fényt, amely az adott pillanatban vektorok $ \ overrightarrow, \ \ overrightarrow \ overrightarrow $ mindig merőleges, hanem véletlenszerűen irányváltást idővel. Azt mondják, hogy a természetes fény van egy tengelyirányú szimmetria a terjedési iránya. Abban a síkban polarizált fény két választott síkban, az egyik közülük egy vektor $ \ $ overrightarrow másik vektor $ \ overrightarrow $. Fény lehet részlegesen polarizált.
Problémák kontroll minden tantárgyból. 10 éves tapasztalat! Ár 100 rubelt. 1-jétől nap!
Vannak más típusú nyírással polarizációs.
Osztályozása elektromágneses hullámok aszerint, hogy azok gyakoriságát
Az elektromágneses spektrum oszlik rádióhullámok, infravörös, látható, ultraibolya, röntgen- és gamma-sugárzás. Ezek a különböző részeit a spektrum nem fizikai jellegű, és eljárás azok előállítására és adminisztráció. Között a hullámok fajok nincsenek éles átmenetek részek átfedésben lehetnek a határok feltételes.
- extra hosszú ($ \ nu
- hosszú ($ 30 kHz
- átlag ($ 300 kHz
- ultrarövid (méter, deciméter, centiméter, milliméter, mikrométer) ($ 30MHz
infravörös tartományban tartományban van: $ 300GGts6 \ cdot ^ Hz $.
Feladat: Írja le a hullám egyenlet a gömb fény hullám, benyújtásának módját a döntés? Tekintsük azt a környezetet, amelyben a hullám terjed, izotróp.
A hullám egyenlet skalár függvény $ f $ felírható:
A gömbi koordináták ($ r, \ theta, \ varphi $) üzemben $ ^ 2 $ definiáljuk:
(1.1) formájában, ha a becsület, hogy a kívánt megoldás nem függ a szögletes változók:
A megoldás ennek az egyenletnek a kifejezés formájában:
ahol a $ f_1 $ és $ f_2 $ - tetszőleges függvényeket az adott érveket. Az általános egyenlet megoldása (1.2) a formája:
Válasz: Az egyenlet megoldása egy gömb alakú hullám (1.1) - a szuperpozíció két hullám, az egyik mozog a központtól (a második kifejezés az (1.4)), egy széttartó hullám és hullám, ami mozog a középpont felé (konvergáló hullámok). Függvény értéke $ f \ $ rögzített időpontban egy gömb állandó sugarú állandó.
Feladat: Írj egy kifejezést síkban utazó harmonikus fény hullám.
Ha az oldat a hullám egyenlet függvénye $ f = f (z, t) $, amely a szuperpozíció:
Egy ilyen hullám lapos. Ha mi írjuk a függvény $ f_2 \ $ formájában:
ahol a $ A = const $ - hullám amplitúdó, $ \ omega $ - jelentése harmonikus függvény. A hullámot egyenletben leírt (2.2) sík harmonikus hullám. Ebben az esetben, mozog a pozitív irányba a Z tengellyel Mivel a hullám mozog, akkor az úgynevezett utazó. Általában, amikor a hullám terjed a Z tengely mentén a pozitív irányba, képviseli, mint egy egyenlet:
\ [F \ left (z, t \ right) = Acos \ omega \ bal (t- \ frac \ jobb) + Vsin \ omega \ bal (t- \ frac \ jobbra). \]
Ha egy síkban harmonikus hullám halad ellentétes irányban a Z tengellyel, akkor annak egyenlet:
\ [F \ left (z, t \ right) = Acos \ omega \ bal (t + \ frac \ jobb) + Vsin \ omega \ bal (t + \ frac \ jobbra). \]
Válasz: $ f \ left (z, t \ right) = Acos \ omega \ bal (t- \ frac \ jobb) + Vsin \ omega \ bal (t- \ frac \ right) $, vagy $ f \ left (Z, t \ right) = Acos \ omega \ left (t + \ frac \ right) + Vsin \ omega \ left (t + \ frac \ right). $