Pofalowana optyka

Co to jest pofalowana optyka?

pofalowana optyka, nazywane również Optyka fizyczna, Zbadaj zachowanie światła w jego manifestacji jako fali. Światło jest fali elektromagnetycznej i zostało już przewidziane przez Jamesa Clerka Maxwella (1831–1879).

Dlatego światło doświadcza tego samego zjawiska, co każdy inny rodzaj fali. Na poziomie mikroskopowym światło występuje dzięki faktowi, że atomy i cząsteczki w materii doświadczają wewnętrznej restrukturyzacji elektronów. A poprzez te procesy emituje światło, składające się z pola elektrycznego i innego magnetycznego, oba zależne od czasu, które są generowane dla siebie.

Zreślenie jest jednym z zjawisk badanych przez pofalowanie optyki

Takie pola, prostopadle sprzężone, poruszają się jako fala zdolna do rozprzestrzeniania się w próżni poprzecznej. To znaczy, fala oscyluje prostopadle do kierunku propagacji i prędkości fali jest stała, aw próżni 300.000 km/s.

Jednak gdy światło oddziałuje z materią, zachowuje się jak cząsteczka. Ta cząstka jest nazywana foton I objawia się między innymi w zjawiskach, takich jak promieniowanie czarnego ciała i efekt fotoelektryczny.

Dlatego optyka jest podzielona na trzy obszary:

• Pofalowana optyka, Skupione na pofałdowaniu światła.
• Optyka kwantowa, kto studiuje w świetle, gdy zachowuje się jako cząsteczka podczas interakcji z materią.
• Optyka geometryczna, zorientowane na opis geometrycznych aspektów trajektorii światła: odbicie i załamanie.

Jakie badania pofalują optykę?

Kolory tej tęczy na równinie Castilla są spowodowane różnymi długościami fali światła. Odfalcowana optyka jest odpowiedzialna za twoje badanie

Optyka ondulatory to obszar optyki, który koncentruje się na nieodponowych zjawiskach światła:

• Ingerencja
• Dyfrakcja
• Polaryzacja
• Odbicie
• Refrakcja

Może ci służyć: pierwsze prawo termodynamiki: wzory, równania, przykłady

Chociaż odbicie i załamanie są również objawami światła, optyka geometryczna jest radziła sobie, jak wyjaśniono wcześniej. Aby to zrobić, wykorzystuje model promienia, w którym światło jest opisywane jako linia prosta przechodząca prostopadle do przodu falowego. Te promienie są niezależne od siebie i całkowicie odwracalne.

Ale w tym modelu nie zastanawiają się, że doświadczenie doświadczenia dyfrakcji, chociaż udowodniono, że może ono ono geometrycznego optyki nie ma wystarczającego zasięgu, aby wyjaśnić wiele aspektów zachowania światła.

Ponieważ zjawiska te występują tylko w falach, oznacza to, że światło ma wszystkie cechy fali, zarówno przestrzenne, jak i czasowe. Pierwszym naukowcem, który zasugerował to Christiaan Huygens (1629-1695), a zatem zachował gorzki spór z Izaakiem Newtonem (1642-1727), który zawsze bronił korpuskularnej natury światła.

Ogólne cechy fali

Reprezentatywne parametry fali sinusoidalnej

Fala jest powtarzalnym zaburzeniem, które zasadniczo można modelować jako krzywa sinusoidalna, niezależnie od tego, czy fala poprzeczna czy podłużna. Jego cechy przestrzenne, które odnoszą się do kształtu fali, to:

-Grzbiety i doliny: Najwyższe i najniższe pozycje są odpowiednio.

-Węzły: Są to przecięcia fali z linią odniesienia odpowiadającą pozycji równowagi.

-Długość fali: Prawie zawsze jest oznaczona literą grecką λ (lambda) i jest mierzona jako odległość między dwoma grzbietami lub dwiema kolejnymi dolinami. Lub także między punktem a następnym punktem, który jest na tej samej wysokości i należy do następnego cyklu lub poprzedniego. Każdy kolor w widmie światła widzialnego ma charakterystyczną długość fali.

Może ci służyć: natychmiastowe przyspieszenie: co to jest, jak jest obliczane i ćwiczenia

-Wydłużenie: Jest to pionowa odległość mierzona między punktem należącym do fali a linią odniesienia.

-Amplituda: odpowiada maksymalnym wydłużeniu.

Jeśli chodzi o cechy czasowe, jak już powiedziano, zakłócenia porusza się w czasie okresowo, zatem fala światła ma:

-Okres, Czas trwania fazy.

-Częstotliwość: liczba fal wytwarzanych na jednostkę czasu. Okres i częstotliwość są odwrotne.

-Prędkość: Jest to iloraz między długością fali λ a okresem t:

V = λ /t

Dwa fale sinusoidalne o tej samej amplitudzie i różnicy fazowej. Źródło: Wikimedia Commons.

Pofalowane właściwości

Ingerencja

Pola elektromagnetyczne można łączyć w punkcie, zgodnie z zasadą superpozycji. Oznacza to, że jeśli dwie świetliste fale o równej amplitudzie, częstotliwości i różnicy fazy φ, nakładanie się w punkcie przestrzeni, ich odpowiednie pola elektromagnetyczne są dodawane jako wektory.

Zakłócenia występuje, ponieważ fala wynikająca z nakładania się może mieć większą szerokość do fal, które zakłócają lub przeciwnie, znacznie niższe. W pierwszym przypadku mówi się, że tak się dzieje konstruktywna zakłócenia, A po drugiej Niszczące zakłócenia.

Pierwszym, który pokazał ingerencję fal światła dwóch źródeł, byli angielski naukowiec i Polyglot Thomas Young (1773–1829) w 1801 r. W swoim słynnym podwójnym eksperymencie.

Dyfrakcja

Dyfrakcja polega na odchyleniu zachowania prostoliniowego, które cierpi na falę, gdy spełnia przeszkodę lub otwór na jego ścieżce, pod warunkiem, że ich wymiary są podobne do długości fali.

Może ci służyć: wektor równoważenia: obliczenia, przykłady, ćwiczenia

Dyfrakcja fali dźwiękowej jest bardzo łatwa do eksperymentowania, ale ponieważ długość fali światła widzialnego jest bardzo mała, z rzędu kilkuset nanometrów, ustalenie go nieco bardziej złożone jest.

Polaryzacja

Polaryzacja światła

Światło składa się z dwóch prostopadłych pola ze sobą, jednego elektrycznego i jednego magnetycznego, obu prostopadłych do kierunku propagacji. Niepolaryzowane światło składa się z nieuporządkowanego nakładania się fal, których pole elektryczne ma losowe kierunki, z drugiej strony, w świetle spolaryzowanym, pole elektryczne ma preferencyjny kierunek.

Aplikacje

Interferometria

Interferometry optyczne to urządzenia używane do pomiaru odległości z wysoką precyzją. Ponadto mogą również mierzyć długości fali, wskaźniki refrakcji, średnicę pobliskich gwiazd i wykrywać obecność egzoplanet.

Eksperyment Michaelsona-Morleya przeprowadzono za pomocą interferometru. W tym eksperymencie stwierdzono, że prędkość światła jest stała w próżni.

Polarymetria

Polarimetr

Polarymetria jest techniką stosowaną w analizie chemicznej substancji poprzez obrót wiązki spolaryzowanego światła, który przekracza substancję optyczną. Jego zastosowanie jest częste w przemyśle spożywczym w celu ustalenia koncentracji cukru w ​​napojach, takich jak soki i wina.

Komunikacja

W komunikacji światło jest wykorzystywane do jego zdolności do transportu informacji, na przykład poprzez światłowodowe, lasery i holografię,.

Bibliografia

1. Figueroa, zm. (2005). Seria: Fizyka nauk i inżynierii. Tom 7. Fale i fizyka kwantowa. Pod redakcją Douglas Figueroa (USB).
2. Giambattista, a. 2010. Fizyka. 2. Wyd. McGraw Hill.
3. Giancoli, zm.  2006. Fizyka: zasady z aplikacjami. 6th. Ed Prentice Hall.
4. Rex, a. 2011. Podstawy fizyki. osoba.
5. Sears, Zemansky. 2016. Fizyka uniwersytecka z nowoczesną fizyką. 14. Wyd. Tom 1. osoba.