Основные свойства световых волн
advertisement
Плотность потока энергии S – энергия, переносимая в единицу времени через малый плоский элемент поверхности единичной площади, перпендикулярный направлению распространения волны dW w vd σ d t S≡ = = wv, dσdt dσdt Дж Вт [S ] = 2 = 2 . м c м Вектор плотности потока энергии S (вектор Умова) – вектор, который совпадает с направлением скорости распространения волны и модуль которого равен плотности потока энергии, переносимой волной: S ≡ Sn = wv . S Луч s≡ – вектор, указывающий S направление потока энергии в волне (направление распространения волны), в изотропной среде совпадает с направлением распространения волнового фронта – вектором n. Основные свойства световых волн §2.8. Энергетические характеристики реальных световых пучков и импульсов Пример. Проведем оценку напряженности электрического поля в лазерном −8 импульсе с энергией 1 Дж, длительностью τ = 10 с, и радиусом ρ0~1мм~10-3 м. Для интенсивности световой волны получаем I= W πρ20τ 1 = 314 , ⋅10 −6 ⋅10 −8 = 3⋅1013 Вт/м2. Используя соотношение между I и А, определим значение напряженности электрического поля в лазерном импульсе 1 ε 2 2I 6⋅1013 6⋅1013 2 I= A ⇒A = = = −3 −12 2 µ ε/ µ 885 , ⋅10 3⋅10 4⋅ 3⋅10−7 16 8 A= 2⋅10 =15 , ⋅10 в/ м. . Пример. Прожигание отверстия в лезвии. Мейман (1960) −13 2 V = ρ0d = 10 , −5 ρ0 = 10λ = 10 м, −9 m= 10 кг , W=1 Дж. с ~ 10 W = Q = cmT, . 3 кгДж⋅ м Q 1 6 T= = =10 K cm 10−3⋅103 . §2.9. Модулированные волны Основные свойства световых волн • §2.9. Модулированные волны. • §2.10 Метод описание волновых полей. Спектральная плотность и спектральная плотность мощности. Метод спектрального описания волновых полей • Суть метода спектрального описания волновых полей – разложение реального волнового поля (импульса и пучка света) на совокупность эталонных волн. • Основа метода – принцип суперпозиции волновых полей и преобразования Фурье. Метод спектрального описания волновых полей Принцип суперпозиции световых волн (полей) – полевой (материально- , , , полевой) вектор f ( E D B H ) для совокупности световых волн (полей) равен сумме полевых (материальнополевых) векторов для каждой световой волны в отдельности: f (t , r ) = ∑ f (t , r ). i i Метод спектрального описания волновых полей • Преобразования Фурье . Спектральная плотность и спектральная плотность мощности • спектральная плотность интенсивности 2 световой волны E (iω) S (ω) ≡ πτ • спектральная плотность мощности 2 E (iω ) σS (ω) = σ πτ спектральная плотность полной энергии импульса σ τS (ω ) = σ E (iω ) π 2 Гл. 3. Интерференция света • § 3.1. Общие сведения об интерференции света Гл. 3. Интерференция света § 3.1. Интерференция (введение) § 3.2. Двухлучевая интерференция монохроматических волн • Явление наложения волн, приводящее к перераспределению энергии волнового поля в пространстве носит название интерференции.
