Определение на едноцветната вълна, характеристики, дължина

Днес ще говорим за същността на такова оптично явление като едноцветна вълна. Разгледайте подробно свойствата на светлинните вибрации и електромагнитната скала.

Светлина, вятър, море, пясък

Тези четири съставки са идеалната рецепта за добър празник. Но сега не говорим за летни ваканции, а за физика. Светлината, вятърът, повърхността на водата и пясъка имат едно общо нещо - вибрациите. Случаят с вятъра е специален: трептенията не се появяват нагоре и надолу - по-скоро това е промяна в плътността според типа "разреждане-удебеляване". И когато човек усети докосването на лек бриз по лицето си, тогава тази по-плътна част от атмосферата на Земята има тенденция да приема по-разредено състояние, като изпуска излишната маса в зона с по-ниско налягане.

С морето и пясъка всичко е по-лесно. Видими са флуктуации на средата, същата площ на повърхността се колебае в пространството. Хвърлен в морето или реката лист хартия ще се издига и пада при липса на ток, но няма да може да плува до брега.

Електромагнитните вибрации, които включват едноцветна светлинна вълна, вибрират в пространството по същия начин. Но в допълнение към посоката на разпространение, когато се движи през пространството, квантът светлина генерира амплитуден вектор, вектор на вълната и вектор на силата на електрическото и магнитното поле. Всички те имат твърдо определени ъгли един спрямо друг и се колебаят заедно с фронта на вълната. Така че едноцветната вълна е цял пакет енергия с много свойства, които се разпространяват в космоса по различни начини.

Свойства на електромагнитното излъчване като вещество: маса и импулс

В началото на ХХ век учените трябваше да признаят, че всякакви елементарни частици имат както свойствата на вълната, така и характеристиките на материалната частица. Експериментите върху налягането на светлината, проведени от руския учен Лебедев, доказаха, че светлината е способна да предава импулс, което означава, че има маса. Но всеки справочник ще обясни, че масата на фотона в покой е нула. Неговата маса сякаш е "размазана" в енергиен пакет. Сблъсквайки се с вещество, светлината променя свойствата си (например, загрява) и в същото време губи своята индивидуалност и същност.

Свойства на електромагнитното излъчване като вълни: честота, дължина, амплитуда, фаза

Но за да определите дължината на вълната на едноцветната светлина, трябва само да знаете за нейните свойства на вълната. Тези характеристики включват:

Честота. Обозначава се с гръцката буква ν, ако честотата е линейна, и ω, ако е циклична. Определя се като броя на вълните, които „се вписват“ в определен период от време. Това е временната характеристика на електромагнитното излъчване.
Дължина на вълната. Означава се като λ. Определя разстоянието между едни и същи фази на две съседни вълни, например между два пика. Това е пространствена характеристика на електромагнитното излъчване. Честотата и дължината на вълната са обратно пропорционални един на друг. Тоест, колкото по-висока е честотата, толкова по-къса е дължината на вълната.
Амплитуда. Може да се обозначи по различен начин, но най-често срещаният е латинският символ А. Това е височината на „гърбиците“ и „спадовете“ на трептенето. Амплитудата е отговорна за интензивността на светлината: колкото по-ниско е трептенето, толкова по-слаба е светлината.
Фаза. Вече споменахме това количество, което се обозначава като φ. Под фаза обикновено се разбира онзи елемент от трептенето, който възниква в избрано време. Ако „хванахме“ една вълна максимум, съседната във възход и третата в някакъв момент от спускането, тогава фазите на тези колебания не съвпадат.

Всички свойства на вълната, с изключение, може би, на фазата, са тясно свързани с енергията. Колкото по-висока е честотата, толкова по-силна е амплитудата, толкова повече енергия носи фотонът. По този начин дължината на вълната на едноцветното излъчване също определя своята "температура" и поставя върху електромагнитната скала.