Zvlnená optika

Čo je zvlnená optika?

Ten zvlnená optika, tiež nazývaný Fyzická optika, Študujte správanie svetla v jeho prejavu ako vlny. Svetlo je elektromagnetická vlna a už predpovedal James Clerk Maxwell (1831-1879) vo svojich rovniciach.

Preto svetlo prežíva rovnaké javy ako akýkoľvek iný typ vlny. Na mikroskopickej úrovni sa svetlo vyskytuje vďaka skutočnosti, že atómy a molekuly v hmote zažívajú vnútornú reštrukturalizáciu elektrónov. A prostredníctvom týchto procesov sa emituje svetlo, pozostávajúce z elektrického poľa a ďalšieho magnetického.

Refrakcia je jedným z javov študovaných zvlnenou optikou

Takéto polia, kolmé spojené, sa pohybujú ako vlna schopná šíriť sa v priečnom vákuu. To znamená, že vlna osciluje kolmo na smer šírenia a rýchlosť vlny je konštantná a vo vákuu je 300.000 km/s.

Keď však svetlo interaguje s hmotou, potom sa správa ako častica. Táto častica sa volá fotón A prejavuje sa okrem iného v javoch, ako je napríklad čierne žiarenie tela a fotoelektrický efekt,.

Preto je optika rozdelená do troch oblastí:

• Zvlnená optika, Zamerané na zvlnené javy svetla.
• Kvantová optika, WHO študuje vo svetle, keď sa správa ako častica, keď interaguje s hmotou.
• Geometrická optika, orientované na opis geometrických aspektov trajektórie svetla: odraz a lomu.

Aké štúdie zvlnia optiku?

Farby v tejto dúhe na rovine kastilly sú spôsobené rôznymi vlnovými dĺžkami svetla. Zvlnená optika je zodpovedná za vaše štúdium

OneDulačná optika je oblasť optiky, ktorá sa zameriava na zvlnené javy svetla:

• Zasahovanie
• Difrakcia
• Polarizácia
• Odraz
• Lom

Môže vám slúžiť: Prvý zákon termodynamiky: vzorce, rovnice, príklady

Aj keď reflexia a lom sú tiež prejavmi svetla, geometrická optika sa zaoberá, ako je vysvetlené predtým. Na tento účel využíva model lúča, v ktorom je svetlo opísané ako priamka postupujúca kolmo na prednú vlnu. Tieto lúče sú navzájom nezávislé a úplne reverzibilné.

V tomto modeli sa však neuvažuje o tom, že táto skúsenosť s difrakciou skúseností, hoci je dokázané, že geometrická optika môže teda chýbať dostatočný dosah na vysvetlenie mnohých aspektov správania svetla.

Pretože tieto javy sa vyskytujú iba vo vlnách, znamená to, že svetlo má všetky vlastnosti vlny, priestorové aj časové. Prvým vedcom, ktorý to naznačil, bol Christiaan Huygens (1629-1695), a preto si zachoval horký spor s Izákom Newtonom (1642-1727), ktorý vždy obhajoval korpuskulárnu povahu svetla.

Všeobecné charakteristiky vlny

Reprezentatívne parametre sínusovej vlny

Vlna je opakované narušenie, ktoré sa v zásade môže modelovať ako sínusová krivka, či už priečna alebo pozdĺžna vlna. Jeho priestorové vlastnosti, to znamená, že sa vzťahujú na tvar vlny, sú:

-Hrebene a doliny: Najvyššie a najnižšie pozície sú.

-Uzoly: Sú to križovatky vlny s referenčnou čiarou zodpovedajúcou rovnovážnej polohe.

-Vlnová dĺžka: Je takmer vždy označované gréckym písmenom λ (lambda) a meria sa ako vzdialenosť medzi dvoma hrebentami alebo dvoma po sebe nasledujúcimi dolinami. Alebo tiež medzi bodom a ďalším bodom, ktorý je v rovnakej výške a patrí do ďalšieho cyklu alebo predchádzajúcemu cyklu. Každá farba vo viditeľnom svetelnom spektre má priradenú charakteristickú vlnovú dĺžku.

Môže vám slúžiť: okamžité zrýchlenie: Čo je to, ako sa vypočíta a cvičí

-Predĺženie: Je to vertikálna vzdialenosť meraná medzi bodom patriacim k vlne a referenčnej čiare.

-Amplitúda: zodpovedá maximálnemu predĺženiu.

Pokiaľ ide o časové vlastnosti, ako už bolo povedané, rušenie sa v čase pravidelne pohybuje, a preto má svetelná vlna:

-Obdobie, trvanie fázy.

-Časť: Počet vĺn, ktoré sa vyrábajú na jednotku času. Obdobie a frekvencia sú navzájom inverzné.

-Rýchlosť: Je to kvocient medzi vlnovou dĺžkou λ a obdobím T:

V = λ /t

Dve sínusové vlny s rovnakou amplitúdou a s fázovým rozdielom. Zdroj: Wikimedia Commons.

Zvlnené vlastnosti

Zasahovanie

Elektromagnetické polia sa môžu kombinovať v bode, podľa zásady superpozície. To znamená, že ak dve svetelné vlny s rovnakou amplitúdou, frekvenciou a rozdielom fázy φ, prekrývajúc sa v vesmíre, ich príslušné elektromagnetické polia sa pridajú ako vektory.

Dochádza k rušeniu, pretože vlna, ktorá je výsledkom prekrývania, môže mať väčšiu šírku vĺn, ktoré zasahujú alebo naopak, oveľa nižšia. V prvom prípade sa hovorí, že sa to stane konštruktívne zasahovanie, A v druhom je to asi deštruktívne zasahovanie.

Prvý, ktorý demonštroval rušenie svetelných vĺn dvoch zdrojov, bol anglický vedec a Polyglot Thomas Young (1773-1829) v roku 1801 v jeho slávnom dvojitom experimente.

Difrakcia

Difrakcia pozostáva z odchýlky rektilineárneho správania, ktoré trpí vlnou, keď spĺňa prekážku alebo otvor na jeho ceste, za predpokladu, že ich rozmery sú podobné ako vlnová dĺžka.

Môže vám slúžiť: vyváženie vektora: výpočet, príklady, cvičenia

Experimentovanie difrakcie zvukovej vlny je veľmi ľahko, ale keďže vlnová dĺžka viditeľného svetla je veľmi malá, rádovo niekoľko stoviek nanometrov, je o niečo zložitejšie určiť ho.

Polarizácia

Polarizácia svetla

Svetlo pozostáva z dvoch kolmých polí medzi sebou, jedným elektrickým a jedným magnetickým, obidvom kolmým na smer šírenia. Nepolarizované svetlo pozostáva z neusporiadaného prekrývania vĺn, ktorých elektrické pole má náhodné smery, na druhej strane v polarizovanom svetle, elektrické pole má preferenčný smer.

Žiadosti

Interferometria

Optické interferometre sú zariadenia používané na meranie vzdialeností s vysokou presnosťou. Okrem toho môžu tiež merať vlnové dĺžky, indexy lomu, priemer blízkych hviezd a detegovať prítomnosť exoplanet.

Experiment Michaelson-Morley sa uskutočnil s interferometrom. V tomto experimente sa zistilo, že rýchlosť svetla je konštantná vo vákuu.

Polarimetria

Polarimeter

Polarimetria je technika používaná v chemickej analýze látok rotáciou lúča polarizovaného svetla, ktorý prechádza opticky látkou. Jeho používanie je časté v potravinárskom priemysle na určenie koncentrácie cukru v nápojoch, ako sú šťavy a vína.

Komunikácia

V komunikácii sa svetlo používa na svoju schopnosť prepravovať informácie, napríklad prostredníctvom optiky vlákien, laserov a holografie.

Odkazy

1. Figueroa, D. (2005). Séria: Fyzika pre vedu a inžinierstvo. Zväzok 7. Vlny a kvantová fyzika. Editoval Douglas Figueroa (USB).
2. Giambattista, a. 2010. Fyzika. Druhý. Edimatizovať. McGraw Hill.
3. Giancoli, D.  2006. Fyzika: Princípy s aplikáciami. 6. Ed Prentice Hall.
4. Rex, a. 2011. Základy fyziky. Pearson.
5. Sears, Zemansky. 2016. Fyzika univerzity s modernou fyzikou. 14. Edimatizovať. Zväzok 1. Pearson.