6.1Uprugie valuri - valuri se propagă în lichid, mediile solide și gazoase prin acțiunea forțelor elastice.
În funcție de frecvența distinge infrasonic, Sonic și unde elastice cu ultrasunete.
Mediile lichide și gazoase pot fi distribuite doar un singur tip de unde elastice - unde longitudinale. In acest tip de mișcare val a particulelor transportate în direcția de propagare a undei.
Undele elastice se propagă în scoarța terestră, numite valuri seismice.
Undele elastice în solide:
unde longitudinale - un val cu oscilație a particulelor de-a lungul direcției de propagare a undei;
unde transversale - un val cu oscilația particulelor perpendicular pe direcția de propagare a undei;
valuri de suprafață - valuri de elipse oscilație ale particulelor de-a lungul suprafața corpului;
valuri de miel - valuri în plăci subțiri;
flexural val - deformare propagarea îndoirea vibratiilor a barelor sau plăcilor a căror lungime de undă este mult mai mare decât grosimea tijei sau placa.
6.2 Atunci când oscilație a corpului într-un mediu elastic al particulelor medii care sunt în contact direct cu suprafața corpului este, de asemenea, intră în oscilații forțate. Datorită forțelor de legare în mișcarea de oscilație a implicat straturi mai îndepărtate ale mediului. Ridicați-deformare și forțe elastice care determină fluctuații ale mai multor straturi îndepărtate ale mediului. Astfel, fiecare particulă a mediului face oscilații în jurul forțată poziția sa de echilibru. În același mediu cu o anumită stare de deformare se extinde de viteză, și nici un transfer al mediului. Acest proces de propagare a oscilațiilor în mediul se numește procesul de undă sau un val.
6.3Monohromaticheskaya val - strict armonice (undă sinusoidală), cu o frecvență constantă de timp, amplitudinea și faza inițială.
Rularea monocromatic val-vector a cărui direcție coincide cu direcția de propagare a energiei într-o undă electromagnetică, și modulul | S | este egal cu fluxul de energie.
Stagnantă val monocromatic - un val, în curs de dezvoltare la distribuirea de două plane monocromatice undelor electromagnetice de aceeași polarizare unul spre celălalt.
6.4V caz multidimensional ecuație undă omogenă scrisă sub forma
unde - operatorul Laplace - funcție necunoscută (t - timp, x - variabila spațială) - viteza de fază.
De asemenea, este permis să se ia în considerare ecuația undelor neomogenă
în care - având în vedere o anumită funcție a impactului extern (forța externă).
6.5Dlina val - este distanța dintre particule, oscilante cu aceeași fază. Lungimea de undă este independentă de poziția și de timp.
Frecvența de oscilație - numărul de oscilații pe unitatea de timp
Vectorul de undă - vectorul k. determinarea direcției de propagare și perioada spațială a unui monocromatic undă plană.
Numărul de undă asociat cu lungimea de undă # 955; relație:
Definiția cea mai generală a vectorului de undă poate fi considerată ca atare: este vectorul de gradient al fazei de undă a undei:
1) Viteza de fază - viteza de deplasare a punctului având faza constantă a mișcării de vibrație în spațiu de-a lungul unei direcții predeterminate. În general, având în vedere direcția care coincide cu direcția vectorului de undă și faza numită viteza, măsurată în această direcție, cu excepția cazului în contrariul este menționat explicit (adică dacă nu se specifică în mod explicit direcție diferită de direcția vectorului de undă). Viteza de fază a undei în direcția vectorului coincide cu viteza de deplasare de fază a frontului (suprafața fazei constantă). Acesta poate fi considerat, dacă se dorește, o cantitate vector.
2) Ecuația de undă în matematică - ecuația diferențială parțială hiperbolică liniară este derivată, specificând mici oscilații transversale ale membranei subțire sau șir, precum și alte procese oscilatorii în medii continue (acustic predominant liniare: sunetul de gaze, lichide și solide) și electromagnetismului ( electrodinamică). Se găsește aplicarea în alte domenii ale fizicii teoretice, de exemplu atunci când descrie undele gravitaționale. Este una dintre ecuațiile de bază ale cazului multidimensional fiziki.V ecuația de undă omogenă matematice scrise sub forma
3) de absorbție a luminii. legea Bugera
Absorbția luminii în materialul datorită conversiei câmpului electromagnetic al energiei valurilor în substanțe de energie termică (sau radiație de energie secundară fosforescent). legea de absorbție a luminii (legea lui Bouger) are forma:
în cazul în care I0. I este intensitatea luminii la intrare (x = 0) și ieșirea din grosimea stratului mediu x # 61537; - coeficientul de absorbție depinde de # 61548;.
pentru dielectricilor # 61537; = 10 -1 # 61624; 10 5 m -1. pentru metale # 61537, 10 = # 61624; 10 iulie m -1, deci metalele sunt opace la lumină.
dependenta # 61537; # 61600; (# 61548) este datorată organismelor absorbant de colorare. De exemplu, sticlă, care absoarbe lumina roșie slab atunci când sunt iluminate cu lumină albă va apărea roșu.
1) Undele electromagnetice (radiație electromagnetică) - se extinde în spațiul perturbației (schimbarea stării) a câmpului electromagnetic.
Printre câmpurile electromagnetice, în general, generate de sarcini electrice și de circulație a acestora, de obicei atribuită faptului că o parte din radiația alternării câmpurilor electromagnetice, care pot răspândi cele mai departe de sursele lor - taxe în mișcare, decolorare mai lent cu distanța.
Undele electromagnetice sunt împărțite în:
· Undele radio (incepand cu super-lung)
· Raze X si (raze gamma) rigide
2) Proprietățile undelor electromagnetice:
· Undele electromagnetice emise de taxa oscilant.
Prezența accelerației - principala condiție pentru emisia undelor electromagnetice.
· Aceste unde pot propaga nu numai în gaze, lichide și medii solide, dar în vid.
· Undele electromagnetice sunt transversale.
· Viteza undelor electromagnetice în vid c = 300,000 km / s
· Trecerea de la un mediu la altul de frecvență val nu este schimbat.
· Undele electromagnetice pot fi absorbite de substanță.
· Obținerea de pe granița dintre cele două mass-media, o parte a undei este reflectată și o parte are loc într-un mediu diferit, refractate.
13. Holografie - un set de tehnologii pentru înregistrarea corectă, reproducerea și wavefields reformare opticheskogoelektromagnitnogo radiații special metoda fotografică, în care sunt înregistrate de către un laser, iar apoi a redus imagini de obiecte tridimensionale foarte similare cu cele reale.
Această metodă a fost propusă în 1947 de către Dennis Gabor, el a inventat, de asemenea, holograma a fost termenul „pentru invenție și dezvoltarea principiului holografic lui“ 13. Holografie - un set de tehnologii pentru înregistrarea corectă, reproducerea și reformare wavefields opticheskogoelektromagnitnogo radiații special metoda fotografică, în care sunt înregistrate de către un laser, iar apoi a redus imagini de obiecte tridimensionale foarte similare cu cele reale.
Această metodă a fost propusă în 1947 de către Dennis Gabor, el a inventat, de asemenea, termenul și a primit „de invenție și dezvoltarea principiului holografic lui“ Premiul Nobel pentru Fizică în 1971.
Ea a caracterizat împrăștiată amplitudinea undei obiect și faza. Înregistrare val de amplitudine nu este dificil; film fotografic convențional înregistrează amplitudinea, transformând-o în înnegrirea corespunzătoare unei emulsii fotografice. Relațiile de fază sunt disponibile pentru înregistrarea prin mijloace de intervenție, care transformă relațiile de fază în amplitudnye.Interferentsiya corespunzătoare apare atunci când o anumită zonă de spațiu sunt formate mai multe unde electromagnetice ale căror frecvențe cu coincidența foarte mare precizie. Atunci când se înregistrează holograma, două valuri sunt pliate într-o anumită regiune a spațiului, una dintre care merge direct de la sursa (unda de referință), iar cealaltă este reflectată de înregistrarea obiectului (unda obiect). În aceeași zonă este plasată o placă fotografică (sau un material de înregistrare) la această placă o imagine complexă întunecarea benzi care corespund distribuției energiei electromagnetice (kartineinterferentsii) în acest spațiu. Dacă acum vom ilumina val placa este aproape de bază, se transformă într-un val val de aproape de obiect. Astfel, vom vedea (cu diferite grade de precizie) aceeași lumină, care ar reflecta obiectul de scriere.
radiații 14.Teplovoe - radiații electromagnetice produse în detrimentul energiei interne a corpului. Are un spectru continuu, a cărui maxim depinde de temperatura corpului. La răcire, acesta din urmă este deplasată la lungimi de undă mai lungi.
corp luminozitate energetică - o cantitate fizică care este funcție de temperatură și este numeric egală cu energia emisă de un corp pe unitatea de timp pe unitatea de suprafață în toate direcțiile și în jurul spectrului de frecvențe.
Densitatea energetică spectrală - o funcție de frecvență și temperatură, care caracterizează distribuția energiei radiației pe întreg spectrul de frecvențe (sau lungimi de undă).
Capacitatea de absorbție a corpului - o funcție de frecvență și temperatură, indicând care o parte a incidentului radiației electromagnetice asupra organismului este absorbit de către organism în gama de frecvențe
Capacitatea de reflexie a corpului - o funcție de frecvență și temperatură, indicând care o parte a incidentului radiației electromagnetice asupra corpului este reflectată de acesta în domeniul de frecvență
Un corp negru - o abstracție fizică (model), care este definit ca un organism care absoarbe complet toate radiațiile electromagnetice incidente pe ea
corp Gray - este un organism, coeficientul de absorbție, care nu depinde de frecvența, ci depinde numai de temperatura
Volumetric Densitatea energiei funcția izlucheniya- a temperaturii, este numeric egală cu energia radiației electromagnetice pe unitatea de volum pe întreg spectrul de frecvențe
Orice organism încălzit radiază unde electromagnetice. Temperatura corpului de mai sus, undele scurte pe care le emite. Un corp în echilibru termodinamic cu radiații sale, este numit corpuluinegru (ABB). radiație corpuluinegru depinde numai de temperatura acestuia. In 1900, Maks Plank derivate formula pentru care, la o temperatură predeterminată corpuluinegru poate calcula intensitatea radiației sale.
Această lege se numește legea Stefan-Boltzmann. constant # 963; = 5.67 # 8729; 10-8 W / (m2 # 8729; K4) se numește constanta Stefan-Boltzmann.
Toate curbele Planck sunt pronunțate semnificativ de vârf care pot fi atribuite la lungimea de undă
Această lege se numește legea lui Wien. Deci, pentru Sun T0 = 5800 K, iar valoarea maximă este la o lungime de undă # 955; max ≈ 500 nm, ceea ce corespunde culorii verzi în domeniul optic.
Odată cu creșterea radiației maxime a temperaturii corpuluinegru este deplasată la lungimi de undă mai scurte. Mai multe stele fierbinte emite cea mai mare parte a energiei sale în domeniul ultraviolet, mai puțin cald - în infraroșu.
unde h „= h / 2n - factor de proporționalitate, numit mai târziu constanta Planck. Pe baza acestei ipoteze, el a propus relația derivație teoretică între temperatura corpului și radiația emisă de acest organism - formula lui Planck.
Mai târziu, ipoteza lui Planck a fost confirmată experimental.
Numirea acestei ipoteze este considerat a fi momentul nașterii mecanicii cuantice.
15. Energia fotonica: Photon energie E = hv
Conform teoriei relativitatii, energia poate fi întotdeauna calculată ca E = mc ^ 2 Prin urmare - masa fotonului. m = hv / c ^ 2
Photon impuls p = mc = hv / c = h / L. impulsul fotonului este direcționat de-a lungul razei de lumină.
Efectul fotoelectric, efectul fotoelectric - electroni substanțe de emisie privind expunerea la lumină (sau alte radiație electromagnetică). În efectul fotoelectric extern și intern condensat (solid sau lichid), substanțe izolate.
Legile Stoletov pentru efectul fotoelectric:
Formularea prima lege a efectului fotoelectric: Puterea fotocurentului este direct proporțională cu densitatea fluxului luminos.
Conform legii fotoelectric doilea, energia cinetică maximă a electronilor ejectat lumina crește liniar cu frecvența luminii și nu depinde de intensitatea acesteia.
lege a 3-a efectului fotoelectric: pentru fiecare substanță există prag fotoelectric, adică frecvența minimă a luminii v0 (sau lungime de undă maximă # 955; 0), la care efectul fotoelectric este încă posibil, și dacă v Explicația teoretică a acestor legi a fost dat în 1905 de Einstein. Conform acestuia, radiația electromagnetică este un flux de cuante individuale (fotoni) cu energie h # 957; fiecare, unde h - constanta lui Planck. Când efectul fotoelectric al radiației electromagnetice incidente reflectate de suprafața metalică și o parte pătrunde în suprafața stratului de metal și este absorbit acolo. Absoarbe un foton, de electroni devine energie de la ea și de a face funcția de lucru # 966;, lăsând metalul: dualism 16.Korpuskulyarno undei (sau cuantic unda dualism) - principiul conform căruia orice obiect fizic poate fi descris ca folosind un aparat matematic bazat pe ecuațiile undelor și utilizând formalismul bazat pe reprezentarea obiectului ca o particulă sau ca un sistem de particule. În particular, ecuația Schrodinger val nu impune restricții privind greutatea particulelor descrise de acestea, și, în consecință, orice particulă, atât micro- și macro pot fi atribuite unui val de Broglie. În acest sens, orice obiect poate fi (cuantice) proprietăți corpusculare val sau [1]. Astfel de fenomene ca interferența și difracția luminii, convingătoare dovadă a naturii undă a luminii. În același timp, legile radiației termice de echilibru, efectul fotoelectric și efectul Compton poate fi interpretat cu succes din punct de vedere clasic numai pe baza unor idei despre lumina ca un flux de fotoni discrete. Totuși metodele val corpusculară și nu contrazic descrierea luminii, și se completează reciproc, deoarece lumina are atât de particule și de undă și ale particulelor proprietăți. Proprietățile de undă ale luminii joacă un rol crucial în regularități sale interferență, difracție, polarizare, și corpusculare - în interacțiunea luminii cu procesele de materie. Cu cât lungimea de undă a luminii, cu atât mai mică forța și energia fotonului și cu atât mai greu este de a detecta proprietățile corpusculare ale luminii. De exemplu, efectul fotoelectric extern se produce numai la energii fotonice mai mari sau egale cu funcția de lucru de electroni a unei substanțe. Mai scurta lungimea a radiației electromagnetice, cu atât mai mare de energie și impulsul de fotoni și cu atât mai greu este de a detecta proprietățile de undă ale luminii. De exemplu, razele X difractate la numai o foarte „subțire“ grilaj - rețeaua cristalină a solidului. efectul Compton (efectul Compton, Compton) - scattering incoerent de fotoni de electroni liberi. Efectul este însoțită de o schimbare a frecvenței de fotoni, care fac parte din energia după împrăștiere a electronilor transmise. Descoperit de fizicianul american Arthur Compton în 1923, în experimente cu raze X. raze X - electromagnetice fotoni de energie val, care se află în spectrul electromagnetic între radiații ultraviolete și gamma, ceea ce corespunde cu lungimi de undă de la 102 10-2 Å (De la 10-12 până la 10-8 m). game de energie de raze X si raze gamma sunt suprapuse într-o gamă largă de energii. Ambele tipuri de radiații sunt radiații electromagnetice și la aceeași energie fotonica - echivalent. diferență terminologică constă în metoda de apariție - razele X sunt emise cu participarea electronilor (sau legați în atomi sau liber), în timp ce radiația gamma emisă în procesul de-excitație a nucleelor atomice. fotoni de raze X au o energie de la 100 eV la 250 keV, care corespunde radiației cu o frecvență de 3 x 1016 până la 6 × 1019 Hz și o lungime de undă de 0.005-10 nm (limita inferioară definiție general acceptată a gamei de raze X nu există în scara lungimii de undă). Moale radiației cu raze X are cea mai mică frecvență de radiație de energie și de fotoni (si maxima lungime de undă) și o radiație de raze X rigid are cea mai mare radiație de fotoni de energie și frecvența (și cea mai mică lungime de undă). raze X rigid este utilizat în principal în scopuri industriale.articole similare