Stanje maksimalne i minimalne smetnje: izlaz

Danas ćemo govoriti o stanju maksimalne i minimalne smetnje, će otkriti uzrok bendova, a pokriva uzak jaz i objasniti prirodu valnih svojstava svjetlosti kvanta.

kvantni

Odgovor na ovo pitanje bio je u mogućnosti dati samo studije o ranome dvadesetom stoljeću. Fizika je korak naprijed kada je Max Planck otkrio pojam kvantnog. Ova se vrijednost također odnosi na svjetlost. I prije nego što razmotrimo koji su uvjeti za maksimalno i minimalno s uplitanjem, prvo moramo temeljito razumjeti, što je svjetlo.

Dakle, kvant je nešto jedno, nedjeljivo. Ovo je minimalna čestica nekih veličina. Svjetlost je kvantno elektromagnetsko polje.

Kada se kreće kroz prostor, njegova se svojstva ne mogu mijenjati. Energija, frekvencija, amplituda jednog fotona ostaju nepromijenjena sve dok čestica ne zadovolji prepreku. U tom slučaju, zraka može biti odraz, raspršena, refraktirana, apsorbirana, u interakciji s drugim kvantnim. U posljednjem slučaju dolazi do smetnji svjetla. Stanje maksimalno i minimalno ćemo opisati nešto kasnije.

čestica

Od davnih vremena ljudi su vjerovali da je svjetlo nešto prolazno, bez težine. Vatra, zemlja, voda može „dodir”, vjetar ostavlja dojam, ali je zračenje sunca je nešto svojstveno biće, to je jednostavno tu, to je sve.

No znatiželja znanstvenika pomaknula je znanost dalje i dalje, sve dok nije postala jasna: i svjetlost ima svojstva, može se mjeriti i snimiti. Konačno su ljudi shvatili: svjetlo se može izvagati! Prva osoba koja je proizvela takve pokuse bila je ruski znanstvenik Lebedev. Dokazao je da fotoni svjetlosti daju pritisak na tanku srebrnu ploču. Dakle, oni imaju zamah i masu. Zaključak uvjerava znanstvenike da je svjetlost tok čestica. Ali koliko fotona teži? Odgovor na ovo pitanje pomoći će nam da bolje objasnimo uvjete za maksimalnu i minimalnu smetnju svjetlosnih valova.

prijedlog

Prvo morate pojasniti nešto. Foton postoji dok se kreće. Može prestati kretati se u prostoru samo kad se sudaraju s preprekom. Ako je put slobodan, foton se može kretati zauvijek, iu doslovnom smislu riječi.

Na primjer, svjetlost udaljenih zvijezda i galaksija nam jako dugo traje: tisuće, milijune, milijarde godina. Neki od njih su toliko daleko da više ne mogu postojati i još uvijek vidimo njihovo zračenje. I to pokazuje kako je uporan preživjeli i čvrstoća - nosilac svjetlosti, foton.

Ali, dok se kreće. Ako svjetlost padne na objekt, na primjer, na plastičnom kašiču koju je djeca zaboravila u dvorištu, čini se da se raspada u volumenu materije, daje joj energiju. Općenito, postoji mnogo učinaka povezanih s interakcijom svjetlosti i materije. To uključuje fotoelektrični efekt, piezo- i piroeffects. No, češće nego ne, svjetlost jednostavno zagrijava objekt koji pada u nju. Sigurno su svi primijetili: potrebno je ostaviti knjigu na suncu, a njezina osvijetljena strana odmah se zagrijava.

Vraćamo se na temu našeg razgovora, recimo: foton ima masu, samo dok se kreće u prostoru. Kada naiđe na prepreku, prestaje postojati. Masa ostatka čestice svjetlosti je nula.

polje

Fizička polja okružuju ljude: oni prožimaju Zemlju, emitiraju ih Sunce i neki planeti (na primjer, Jupiter i Saturn). Ali "osjećaj", nekako ih se ne može shvatiti. Izmjerite i popravite samo poremećaj polja, što se obično naziva oscilacija. Svjetlost je kvantno elektromagnetsko polje. Ona predstavlja oscilacije električnih i magnetskih polja povezanih međusobno okomitih ravnina.

Zapravo, struja i magnetizam imaju jedan izvor - napunjeno tijelo. Kao što su to dokazali njegovi eksperimenti, Oersted, oni postoje samo zajedno i mogu utjecati jedni na druge. Ali povijesno se tako dogodilo da su, kako su proučavali, istraživači dijelili ta polja.

Iz zaključka da je svjetlost polje oscilacija, slijedi još jedna činjenica: ona je također val. Posljednja izjava nam pomaže formulirati uvjete za maksimalno i minimalno smetnje malo kasnije.

raspon

Kao što smo već rekli, svjetlo je fluktuacija elektromagnetskog polja. Zamišljen čitatelj će razumjeti: fluktuacije su različite. U odnosu na otvorenom moru, da su svjetlosni valovi koji nježno lizati pijesak i tsunami koji bi mogao srušiti planine. Za odjeljivanje elektromagnetskih oscilacija postoji posebna ljestvica. Ona dijeli različite raspone i izvore. Kako bi se povećala energija koju foton nosi, elektromagnetska ljestvica se dijeli na:

• radio valovi;
• infracrveno zračenje;
• vidljiv spektar;
• ultraljubičasti valovi;
• X-zraka kvant;
• gama zračenje.

I svjetlost se obično odnosi samo na one fotone koji pripadaju vidljivom zračenju. Ponekad se i područja infracrvenog i ultraljubičastog spektra, koji su bliski vidljivoj kvanti, također nazivaju svjetlo. Na primjer, zračenje ultraljubičastih svjetiljaka ponekad se naziva "crnim svjetlom". Moram reći da je vidljivi spektar vrlo mali komad cijele ljestvice.

Općenito, ovo ime je duboko subjektivni izraz. Na našem planetu postoje bića koja mogu vidjeti infracrvene ili ultraljubičaste zrake, ali osoba se uvijek usredotočuje na sebe.

Štoviše, čak i one manje kvage elektromagnetskog polja koje ljudi mogu vidjeti, vide drugačije. Ljudsko oko ima spektralnu osjetljivost: zelene kve se najbolje percipiraju, a crvene i ljubičaste one su već teško. Drugim riječima, ljudi ne osjećaju sve plave ili žute kvage koje objektivno odražavaju površinu. Dakle, svijet je mnogo svjetliji i živopisniji nego što osoba misli.

val

Oscilacije elektromagnetskog polja su naručene prirode. Ako se već pojavio kvantum, onda u njemu postoji zakon propagiranja. Ovaj proces je najjasnije ilustriran kosinskim ili sinusnim krivuljama u kartezijanskim koordinatama.

Kao i svaki val, svjetlo ima sljedeće karakteristike:

1. Valna duljina. Ovo je udaljenost između dvije identične oscilacijske faze. Na primjer, između susjednih uspona ili padova. Na drugi način, valna duljina se može definirati kao dvostruka udaljenost nad kojom val preklapa X. Obično ta vrijednost označava grčkim slovom (lambda).
2. Učestalost. Ovo je broj oscilacija koji će se odvijati u jednoj sekundi. Označeno grčkim pismom nu- (nu), ako je frekvencija linearna, omega- (omega), ako je frekvencija ciklična i latino slovo f, ako se frekvencija pojavi kao funkcija.
3. Amplituda. Ovo je visina uspona i padova. U biti, amplituda je sila smetnji elektromagnetnog vala ili intenziteta elektromagnetskog polja.
4. Energetska. Valna duljina i frekvencija fotona su povezane sljedećim odnosom: manja je valna duljina, veća je frekvencija i energija.

Ove osobine svjetlosti su neophodne za nas da izvedemo stanje maksimalne i minimalne smetnje.

interferencija

Kao što smo ranije spomenuli, svjetlosni valovi mogu komunicirati s materija i međusobno. A što je rezultat ovog sastanka ovisi o fazi razlike.

Ako dva identična valovi susret na jednom mjestu, a „grbe” i „korita” podudaraju, rezultat je dvostruki amplituda, a tu će biti najviše smetnji. Ako to se događa tako da je još jedan val će doći na najvišu točku, a drugi - u najniži, njihov intenzitet će otkazati jedna drugoj, amplituda rezultat će biti nula, slika će se pojaviti tamne pruge ili točke. Ovo je uvjet za formiranje maksimuma i minima u smetnjama.

Neke formule

Da bismo prethodno izrazili na jeziku fizičkih zakona, moramo dati nekoliko formula.

Rezultat je tamna ili lagana traka u slučaju tankih folija, ovisno o debljini premaza. Maksimalno, potrebno je pola cjelobrojnog broja valova: lambda-₂ = (lambda-₁ * n₁) / n₂. U ovoj formuli, n su lomni indeksi filma i medija zraka.

U slučaju smetnji paralelne zrake svjetlosti na uskom prorezu, niz tamnih i svijetlih traka s korakom I = 2 pi- / (k_1x - k_2x). U formuli k Jesu li valni vektori dvaju interaktivnih svjetlosnih valova.