Plane val monocromatic - soluții speciale de Maxwell. Câmpul electric al unei astfel de undă este descrisă de expresia:
- unda se propagă de-a lungul axei z,
- unda se propagă în direcția specificată de vectorul. Aici - vector de undă a cărui lungime este egală cu numărul de undă, iar direcția coincide cu direcția de propagare a undei (adică, cu normala la frontul de undă).
Sub formă complexă
Parametrii undei plane monocromatice. (A se vedea. Figura 1).
- amplitudinea undelor, în general, complexe.
- faza inițială a undei,
- ciclic val de frecvență,
. în care - frecvența undei (Hz)
. unde - perioada valului,
- vector de undă este îndreptat în direcția de propagare a undei (în cazul particular - de-a lungul direcției axa z) perpendiculară pe suprafața de undă (suprafețe de fază egale).
- lungime de undă sau perioada spațială, # 965; - viteza de fază (viteza de propagare a Wavefront)
unde n - indicele de refracție al mediului,
- lungimea de undă în vid
valoare # 916;, care este egală cu produsul indicelui de refracție pe lungimea căii geometric # 916; = Nz. Se numește lungimea drumului optic.
Proprietăți monocromatice unde plane s
1. Wave monocromatice - fluctuații ale câmpurilor electrice și magnetice apar la aceeași frecvență, adică armonic (legal sin, cos).
2. Avionul val - o suprafață de undă (suprafața de fază egală sau o suprafață de fază constantă) - plan (a se vedea figura 2), adică, avionul satisface ecuația: z = const (în cazul general). Wavefront - un val de pe suprafața de delimitare între partea perturbate și neperturbată a spațiului.
3. unda transversala electromagnetice - vectori de oscilație și perpendicular pe direcția de propagare a undei (vezi figurile 2, 3, 4 ..);
Fig. 2. frontul de undă (plane) și o structură plană a unui val monocromatic (vectori triplu dreapta)
Figura 3. Wavefront (sferă) și structura sferică a unui val monocromatic (vectori triplu dreapta)
4. Dreptul triplu de vectori - vectori. formează un drept ortogonalnuyu trei vectori (a se vedea figura 2, 3 ...);
5. Comunicarea între vectorii și - în faze oscilații ale vectorilor (vezi figura 4 ..);
Fig. 4. oscilațiile faze ale câmpurilor electrice și magnetice
6. Relația dintre amplitudinile vectorilor:
7. Polarizarea undei electromagnetice. Polarizare - o proprietate de lumină din cauza undelor electromagnetice transversale. Polarizarea descrie structura vectorului câmp electric de oscilație într-un plan perpendicular pe direcția de propagare a undei (vezi. Fig. 5). Sfârșitul vectorului în acest plan pot descrie diferite forme (linie, elipsă, cerc). Dacă aceste cifre în timp nu sunt modificate, lumina este complet polarizată (liniar, eliptic, circular). În cazul în care starea de polarizare (figura), cu trecerea schimbări de timp aleatoriu, lumina nu este polarizat;
Fig. 5. permanent plan monocromatica val de polarizare
8. Intensitatea undei plane monocromatice este proporțională cu pătratul amplitudinii sale;
9. Relația dintre unda și fasciculul. fasciculele de lumină - este normal la suprafața de undă (val suprafață de fază constantă) (a se vedea figura 6.).
Fig. 6. Suprafața de undă la momente diferite de timp și fasciculelor de lumină:
în cazul unui apartament (stânga) și sferice val (dreapta)