Характеристики электромагнитных волн.

- циклическая частота;

- период колебаний;

- волновое число;

- длина волны;

с – скорость электромагнитных волн в вакууме;

- фаза волны;

- начальная фаза.

 

Рис. 1

Уравнения (3) и (4) описывают плоские монохроматические электромагнитные волны (электромагнитные волны одной строго определенной частоты), причем мгновенные значения векторов и в любой точке связаны соотношением

, (5)

где ε₀ =8,85•10^-12 Ф/м – электрическая постоянная;

ε; – диэлектрическая проницаемость среды;

μ₀ =4π•10^-7 Гн/м – магнитная постоянная;

μ; – магнитная проницаемость среды.

Фазовая скорость электромагнитных волн определяется выражением

, (6)

где - скорость электромагнитных волн в вакууме.

В вакууме (при ε;=1 и μ;=1) скорость распространения электромагнитных волн совпадает со скоростью с. Так как εμ;>1, то скорость распространения электромагнитных волн в веществе всегда меньше, чем в вакууме.

Электромагнитные волны поперечны, т. е. векторы и напряженностей электрического и магнитного полей волны взаимно перпендикулярны и лежат в плоскости, перпендикулярной вектору скорости распространения волны, причем векторы , и образуют правовинтовую систему.

Вектор плотности потока электромагнитной энергии называется вектором Умова-Пойнтинга:

. (7)

Вектор направлен в сторону распространения электромагнитной волны.

Интерференцией света называется явление усиления волн в одних точках пространства и ослабление их в других в результате наложения двух или нескольких световых волн. Пространство, в котором волны накладываются и интерферируют, называют интерференционным полем.

Если в интерференционное поле поместить отражающий экран, то на нем будет наблюдаться интерференционная картина, представляющая собой набор чередующихся полос с максимальной и минимальной освещенностью. Устойчивую во времени и достаточно контрастную интерференционную картину дают только одинаково поляризованные когерентные волны, т.е. волны с взаимно параллельными векторами одинаковой частотой и постоянной во времени разностью фаз.

Интерференционную картину, создаваемую когерентными волнами, можно наблюдать визуально, фотографировать, измерять расстояние между светлыми и темными полосами и т.д. Некогерентные лучи не дают стабильной интерференционной картины. Непрерывное изменение фаз складываемых колебаний в каждой точке пространства создает быстро меняющуюся картину, которую невоз­мож­но использовать для измерительных целей.

Для получения устойчивой интерференционной картины применяют различные приемы, но все они сводятся к образованию и наложению одинаково поляризованных когерентных волн.