rugalmas hullámok
6.1Uprugie hullámok - hullámok szaporító a folyékony, szilárd és gáznemű közegek hatására rugalmas erők.
Attól függően, hogy a frekvencia különbséget infrahang-, hang- és ultrahangos rugalmas hullámok.
A folyékony és a gáznemű közegek lehetnek elosztva csak egy típusú rugalmas hullámok - longitudinális hullám. Az ilyen típusú hullám a részecskék mozgását hordozott irányába hullámterjedés.
Rugalmas hullámok szaporító a földkéreg, az úgynevezett szeizmikus hullámok.
Rugalmas hullámok szilárd:
longitudinális hullámok - egy hullám az oszcilláció a részecskék iránya mentén hullámterjedés;
transzverzális hullámok - egy hullám az oszcilláció a részecskék irányára merőlegesen hullámterjedés;
felületi hullámok - hullámok oszcilláció részecske ellipszisek mentén testfelület;
Lamb hullámok - hullámok vékony lemezek;
hajlító hullám - terjedési alakváltozás hajlító rezgések a vagy lemezek, vagy amelynek hullámhossza sokkal nagyobb, mint a vastagsága a rúd vagy lemez.
6.2 Amikor oszcilláció a test egy rugalmas közegben a közeg részecskék, amelyek közvetlenül érintkeznek a testfelület is lépnek kényszerrezgés. Mivel a kötőerők a oszcilláló mozgás érintett több távoli réteg a közeg. Kelj deformáció és rugalmas erők eredményezik ingadozások távolabbi réteg a közeg. Így, az egyes részecskék a közeg teszi a kényszerrezgés körül stabil egyensúlyi helyzete. Ugyanabban a környezetben egy bizonyos deformációt állam kiterjeszti a sebesség, és nem történt a közeg. Ez a folyamat terjedési oszcillációk a közeget nevezzük a hullám folyamat vagy egy hullám.
6.3Monohromaticheskaya hullám - szigorúan harmonikus (szinuszhullám) időállandóval frekvencia, amplitúdó és a kezdeti fázisban.
Futó monokromatikus hullám-vektor, amelynek iránya egybeesik a terjedési irányát energiát elektromágneses hullám, és a modulus | S | egyenlő az energia fluxus.
A pangó monokromatikus hullám - egy hullám, feltörekvő a forgalmazó két sík monokromatikus elektromágneses hullámok azonos polarizációs egymás felé.
6.4V többdimenziós esetben homogén hullámegyenlet írott formában
ahol - a Laplace operátor - ismeretlen funkció (t - idő, X - térbeli változó) - a fázis sebessége.
Azt is lehet feltételezni az inhomogén hullámegyenlettel
ahol - mivel egy bizonyos funkciót a külső hatás (külső erő).
6.5Dlina hullám - a részecskék közötti távolság, hullámforrás azonos fázisban. A hullámhossz független helyzetét és az időt.
A rezgési frekvencia - a rezgések száma egységnyi idő alatt
A hullám vektor - a vektor k. meghatározzuk a terjedési iránya és térbeli időszak monokromatikus síkhullám.
A hullám száma társított a hullámhossz # 955; kapcsolat:
A legáltalánosabb meghatározása a hullám vektor lehet tekinteni, mint az ilyen: a gradiens vektort a hullám fázisa a hullám:
1) A fázissebesség - a mozgási sebessége a pontot, amelynek állandó fázisa a rezgőmozgás térben mentén egy előre meghatározott irányban. Általában véve az irányt egybeesik az irányt a hullám vektor és a fázis az úgynevezett sebesség, mért ebben az irányban, kivéve, ha az ellenkezője nincs kifejezetten rögzítette, (azaz, kivéve, ha kifejezetten meghatározott iránytól eltér a hullám vektor irányát). A fázis sebessége a hullám az irányt a vektor egybeesik a sebessége fázis mozgását az elülső (a felület állandó fázis). Meg lehet tekinteni, ha szükséges, például egy vektor mennyiséget.
2) a hullám egyenlet matematikai - lineáris hiperbolikus parciális differenciálegyenlet származik, meghatározva a kis keresztirányú oszcillációt vékony membrán vagy string, valamint más rezgési folyamat folyamatos média (akusztikus túlnyomóan lineáris: a hang a gázok, folyadékok és szilárd anyagok) és az elektromágnesesség ( elektrodinamika). Úgy találja alkalmazása más területeken az elméleti fizika, például, amikor leírja a gravitációs hullámok. Az egyik alapvető egyenletek matematikai többdimenziós esetben fiziki.V homogén hullámegyenlet írott formában
3) fényelnyelési. törvény Bugera
A fény abszorpcióját az anyagban az átalakítás során az elektromágneses mező a hullám energia hőenergiává anyagok (vagy szekunder utánvilágító energia sugárzás). törvény fényabszorpciónak (Bouguer törvénye) a formája:
ahol I0. I a fény intenzitását a bemeneti (X = 0), és a kilépő a réteg vastagsága a közegben X # 61537 - abszorpciós együttható függ # 61548;.
a dielektrikumokban # 61537; = 10 -1 # 61624; 10 5 m -1. fémek # 61537, May 10 = # 61624; Július 10 m -1, így fémek opálosak fény.
függőség # 61537; # 61600, (# 61548;) annak köszönhető, hogy elszíneződés elnyelő szervek. Például, üveg, gyengén elnyelő vörös fény, amikor fehér fénnyel megvilágítva jelenik meg piros.
1) Az elektromágneses hullámok (elektromágneses sugárzás) - amely a fülrész terében a perturbációs (állapotváltozás) az elektromágneses mező.
Között az elektromágneses mezők általában által generált elektromos töltések és azok mozgása, általában annak a ténynek tulajdonítható, hogy része a sugárzás váltakozó elektromágneses mezők, amelyek elterjedt a legmesszebb forrásaikból - mozgó töltésekre gyengült lassabban távolság.
Az elektromágneses hullámok vannak osztva:
· A rádióhullámok (kezdve a szuper hosszú)
· X-sugarak és a merev (gamma-sugarak)
2) Tulajdonságok az elektromágneses hullámok:
· Az elektromágneses hullámok által kibocsátott Ingatöltés.
A jelenléte gyorsulás - a fő feltétele a kibocsátott elektromágneses hullámok.
· Ezek a hullámok terjednek nemcsak gázok, folyadékok és szilárd média, hanem vákuumban.
· Az elektromágneses hullámok keresztezik.
· Speed elektromágneses hullámok vákuumban c = 300,000 km / s
· Ha mozgó egyik környezetből a másikba hullám frekvencia nem változik.
· Az elektromágneses hullámok is felszívódik az anyag.
· Első határán két média része a hullám visszaverődik és alkatrészt, egy másik környezetben, megtört.
13. A holográfia - egy sor technológiák pontos rögzítésére, reprodukálására és a reformáció wavefields opticheskogoelektromagnitnogo sugárzás különösen fényképészeti eljárás, amelyben rögzíti lézerrel, majd csökkentett kép háromdimenziós objektumok nagyon hasonlít az igazi is.
Ezt a módszert javasolt 1947 Dennis Gábor, ő is megalkotta a hologram volt „az ő találmány és fejlesztés a holografikus elv” 13. A holográfia - egy sor technológiák pontos rögzítésére, reprodukálására és a reformáció wavefields opticheskogoelektromagnitnogo sugárzás különösen fényképészeti eljárás, amelyben rögzíti lézerrel, majd csökkentett kép háromdimenziós objektumok nagyon hasonlít az igazi is.
Ezt a módszert javasolt 1947-ben Dennis Gabor, ő is megalkotta a kifejezést, és megkapta a „felfedezéséért és fejlesztéséhez a holografikus elv” a fizikai Nobel-díjat 1971-ben.
Ez azzal jellemezve szórt tárgy hullám amplitúdója és a fázisa. Regisztráció hullám amplitúdója nem nehéz; hagyományos fényképészeti film rögzíti az amplitúdó, átalakítása a megfelelő feketedés fényképészeti emulzió. A fázis kapcsolatok állnak regisztrációs interferencia útján történő, amely átalakítja a fázisviszonyok be megfelelő amplitudnye.Interferentsiya merül fel, amikor egy bizonyos területen a térben vannak kialakítva több elektromágneses hullámok, amelyeknek frekvenciákon igen nagy pontossággal egybeesik. Amikor a hologramot, két hullám hajtva egy adott régióban a tér, amelyek közül az egyik megy közvetlenül a forrás (referencia-hullámhossz), a másik visszaverődik a felvételi a tárgy (objektum hullám). Ebben ugyanazon a területen van elhelyezve fényképészeti lemezen (vagy rögzítési anyag), hogy ez a lemez egy összetett képet sötétedő sávok, amelyek megfelelnek az elosztó elektromágneses energia (kartineinterferentsii) ebben a térben. Ha most megvilágítja a lemez hullám közel van a bázis, ez alakítja a hullám egy hullám közel a tárgyat. Így látni fogjuk (különböző fokú pontosság) ugyanaz a fény, amely tükrözi az írás tárgya.
14.Teplovoe sugárzás - előállított elektromágneses sugárzást rovására a belső energia a test. Ez egy folytonos spektrumú, a maximális, amely függ a test hőmérsékletét. A hűtés az utóbbi tolódik hosszabb hullámhosszak.
Energia test fényesség - egy fizikai mennyiség, amely a hőmérséklet függvénye, és számszerűen egyenlő a kibocsátott energia szervezet által időegység alatt egységnyi felület minden irányban, és szerte a frekvenciaspektrum.
Spektrális besugárzott sűrűség - a frekvencia függvényében, és a hőmérséklet, amely jellemzi az sugárzási energia eloszlását a spektrumát frekvenciát (vagy hullámhosszt).
A elnyelő képessége a test - a frekvencia függvényében és a hőmérséklet, jelzi, mely része az elektromágneses sugárzást a test felszívódik a szervezetben a frekvenciatartományban
A fényvisszaverő képessége a test - a frekvencia függvényében és a hőmérséklet, jelzi, mely része az elektromágneses sugárzást a test tükröződik belőle a frekvenciatartományban
A fekete test - fizikai absztrakció (modell), amely úgy definiálható, mint egy test teljesen elnyeli az összes beeső elektromágneses sugárzás rajta
Szürke test - egy test, az abszorpciós együttható, amely nem függ a frekvencia, de attól függ, csak a hőmérséklet
A térfogati energiasűrűsége izlucheniya- a hőmérséklet függvényében, számszerűen egyenlő az elektromágneses sugárzási energia egységnyi térfogatú egész frekvenciaspektrum
Bármilyen fűtött test sugároz az elektromágneses hullámok. A fenti testhőmérséklet, a rövidebb hullámokat bocsát ki. Egy testet termodinamikai egyensúlyban lévő sugárzás, az úgynevezett feketetest (ABB). Feketetest-sugárzás csak attól függ, annak hőmérsékletét. 1900-ban, Maks Plank származó képlet, amely egy előre meghatározott hőmérsékleten feketetest tudja számítani a intenzitását sugárzás.
Ez a törvény az úgynevezett Stefan-Boltzmann-törvény. konstans # 963; = 5,67 # 8729; 10-8 W / (m2 # 8729; K4) nevezzük a Stefan-Boltzmann állandó.
Minden Planck görbe jelentősen ejtik köthető csúcsot a hullámhossz
Ez a törvény az úgynevezett Wien-törvény. Tehát, a Sun T0 = 5800 K, és a maximális hullámhosszon # 955; max ≈ 500 nm, ami megfelel a zöld szín az optikai tartományban.
A növekedés a maximum hőmérséklet feketetest-sugárzás eltolódik a rövidebb hullámhosszak. Több forró csillag bocsát ki a legnagyobb energiát az ultraibolya tartományban, kevésbé forró - az infravörös.
ahol h „= h / 2n - arányossági tényező, későbbi nevén a Planck-állandó. Ennek alapján ezt a hipotézist, hogy javasolt elméleti levezetése közötti összefüggést a testhőmérséklet és a kibocsátott sugárzás e szerv által - Planck-formula.
Később Planck hipotézist megerősítette a kisérlet.
A jelölés e hipotézist tekintik a pillanatban a születési kvantummechanika.
15. A fotonenergia: A fotonenergia E = hv
Szerint relativitáselmélet, az energia mindig számítható: E = mc ^ 2 Ennélfogva - a tömeg a foton. m = hv / c ^ 2
Foton p impulzussal = mc = hv / c = h / L. a foton lendület mentén irányul fénysugár.
A fényelektromos hatás, fotoelektromos hatás - elektron emisszió anyag fény hatására (vagy más elektromágneses sugárzás). A kondenzált (szilárd vagy folyékony) izolált anyagok külső és belső fotoelektromos hatás.
Stoletov törvényeket a fotoelektromos hatás:
A megfogalmazás az 1. törvény a fotoelektromos hatás: Az erőssége a fotoelektromos egyenesen arányos a sűrűséggel, a fényáram.
Szerint a 2. fotoelektromos törvény, a maximális mozgási energiája a kilökött elektronok fény lineárisan növekszik a frekvenciával, a fény és nem függ az intenzitása.
3. törvény a fotoelektromos hatás: minden anyag van fotoelektromos küszöböt, azaz a minimális gyakorisága a fény v0 (vagy a legnagyobb hullámhosszú # 955; 0), amelynél a fényelektromos hatás még mindig lehetséges, és ha v Az elméleti magyarázata ezen törvények adta 1905-ben Einstein. Eszerint, az elektromágneses sugárzás áramlási egyedi QUANTA (fotonok) energiával h # 957; minden egyes, ahol h - Planck állandó. Amikor a fényelektromos hatás a beeső elektromágneses sugárzás visszaverődve a fém felületén, és egy része behatol a felület a fém réteg és felszívódik ott. Elnyel egy fotont, elektront kap energiát, és így a kilépési munka # 966;, így a fém: 16.Korpuskulyarno-hullám dualizmus (vagy kvantum-hullám kettősség) - az az elv, hogy minden fizikai tárgyat lehet leírni, mint egy matematikai alapuló berendezés hullámegyenlet és használata a formalizmus alapján az objektumot reprezentálja, mint egy részecske vagy mint a rendszer a részecskék. Különösen, a hullám Schrödinger egyenlet nem ír elő korlátozásokat a súlya részecskék által leírt őket, és ennek következtében, minden részecske, mind a mikro- és makro lehet rendelni egy de Broglie hullám. Ebben az értelemben, bármilyen tárgy lehet a hullám vagy korpuszkuláris (kvantum) tulajdonságai [1]. Az ilyen jelenségek, mint a beavatkozás és diffrakciós fény, meggyőző bizonyíték a hullám fény természete. Ugyanakkor a törvényi egyensúlyi hőmérsékleti sugárzás, a fényelektromos hatás, és a Compton hatás sikeresen lehet értelmezni egy klasszikus szempontból csak az alapján a gondolatok fényről mint egy patak diszkrét fotonok. Azonban korpuszkuláris és a hullám módszerek nem mondanak ellent a leírása a fény, és kölcsönösen kiegészítik egymást, mivel a fény mind részecske és hullám és a részecske tulajdonságait. A hullám tulajdonságait a fény alapvető szerepet játszanak annak törvényszerűségek interferencia, diffrakció, polarizáció, és a korpuszkuláris - a kölcsönhatás a fény anyaggal folyamatokat. Minél nagyobb a fény hullámhossza, annál kisebb a lendület és a foton energiája, és a nehezebb észlelni korpuszkuláris tulajdonságait a fény. Például, a külső fotoelektromos hatás csak fotonenergiák nagyobb vagy egyenlő, mint az elektron kilépési munkáját egy anyag. Minél rövidebb a hossza az elektromágneses sugárzás, annál nagyobb az energia és lendület a fotonok és annál nehezebb észlelni a hullám tulajdonságait a fény. Például, az X-sugarak diffraktált csak egy nagyon „vékony” rács - a kristályrács a szilárd. Compton hatás (Compton hatás, Compton-szórás) - inkoherens szórás fotonok szabad elektronokat. A hatás kíséri gyakoriságának megváltozása fotonok, amelyek részt vesznek az energia eloszlatását követően továbbított elektronokat. Felfedezte az amerikai fizikus Arthur Compton 1923-ban végzett kísérletek röntgen. Röntgensugárzás - elektromágneses hullám energiájú fotonok amelyek fekszenek az elektromágneses spektrum közötti ultraibolya és gamma-sugárzás, amely megfelel hullámhosszú 10-2 102 Å (10-12 10-8 m). Energia tartományok X-sugarak és a gamma-sugárzás vannak átlapolva széles energiák. Mindkét típusú sugárzás elektromágneses sugárzás, és ugyanazon a fotonenergia - egyenértékű. Terminológiai különbség abban rejlik módszer előfordulásánál - az X-sugarak kibocsátott részvételével az elektronok (vagy kötött atomok, vagy szabad), míg a gamma-sugárzás a folyamat de-gerjesztés az atommagok. X-ray fotonok energiája 100 eV és 250 keV, amely megfelel sugárzás frekvenciája 3 x 1016-6 x 1019 Hz hullámhosszon és 0,005-10 nm (az alsó határ általánosan elfogadott meghatározása a tartomány X-sugarak nem létezik a hullámhossz skála). A lágy röntgensugárzás a legkisebb energia és foton sugárzási frekvenciát (és hullámhossz maximum), és egy merev röntgensugárzás a legmagasabb energiájú foton sugárzás és a frekvencia (és a legrövidebb hullámhosszú). Merev röntgensugárzás esetén alkalmazzák, elsősorban ipari célokra.
Kapcsolódó cikkek