Šķērsvirziena viļņi

Ilgu laiku ir priekšteči viļņu optikai T. Jung un O. Fresnel zināja, ka gaismas viļņi ir gareniski, tas ir, tie ir kā skaņas viļņi. Tajā laikā gaismas viļņi tika uztverti kā elastīgi viļņi ēterī, kas aizpilda visu telpu un iekļūst katrā ķermenī. Šķiet, ka šādus viļņus nevar saukt par šķērseniskiem.

Bet arvien vairāk un vairāk eksperimentu pierādījumi un fakti tika uzkrāti, ko nevarēja izskaidrot, pieņemot, ka gaismas viļņi ir gareniskie viļņi. Galu galā šķērseniski viļņi varētu pastāvēt tikai cietās vielās. Bet kā ķermenis var pārvietoties cietā bez pretestības? Ēteram nav jāsamazina ķermeņa kustība. Citādi inerces likums netiktu izpildīts.

Jūs varat redzēt vienkāršu un noderīgu eksperimentu ar kristālos turmalīna. Tas ir caurspīdīgs, un ir zaļā krāsā.

Tūrmalīna kristālim ir simetrijas ass.Šis kristāls tiek uzskatīts par vienašāliskiem kristāliem. Ņem taisnstūrveida tūmalīnu, izgriezt tā, lai viena no tās sejām būtu paralēla pats kristāla asij. Ja elektriskais vai saules gaismas staru kūlis parasti tiek novirzīts uz šo plāksni, plāksnes ap tā rotācija neradīs gaismas intensitātes izmaiņas, kas caur to šķērso. Pastāv sajūta, ka gaismas avots turmalīnā daļēji uzsūcas un iegūts gaiši zaļā krāsā. Nekas cits nenotiek. Bet tas ir kļūdains. Gaismas viļņojums iegūst jaunas īpašības.

Tos var noteikt, ja gaismas staru ietcaur to pašu otrā turmalīna kristālu, kas ir paralēla pirmajam. Ar to pašu kristālu astoņu virzienu nav nekas neiedomājams, bet tikai gaismas stars aizvien absorbē vājināšanos, iet cauri otrajam kristālam. Bet ar otrā kristāla pagriešanos, ja pirmais paliks nemainīgs, tiks atrasta interesanta parādība, ko sauc par "gaismas slāpēšanu". Procesā, palielinot leņķi starp divām dotajām asīm, pārsniedzošā gaismas piesātinājums samazinās. Kad divas asis ir perpendikulāras viena pret otru, gaisma vispār nevar nokļūt. To pilnībā absorbēs otrais kristāls. Kā tas tiek izskaidrots?

Transverse gaismas viļņi

No iepriekš minēto faktu apraksta izriet:

1Pirmkārt, gaismas viļņs, kas nāk no gaismas avota, ir absolūti simetrisks attiecībā pret virzienu, caur kuru notiek pavairošana. Kad šis kristāls tiek pagriezts ap gaismas tuvo gaismu, pirmā eksperimenta intensitāte nemainās.

2. Otrkārt, no pirmā kristāla izveidotais vilnis nebūs aksiāla simetrija. Pārstājušās gaismas intensitāte caur citu kristālu ir atkarīga no tā rotācijas.

Garenvirzieni atšķiras ar pilnīgu simetrijupar pavairošanas virzienu. Svārstībām gareniskās viļņi rodas gar tādā virzienā, ka svārstību viļņa garumu un simetrijas ass. Tieši tāpēc pieredze izskaidrot rotāciju otrā kristāla, ņemot garenvirziena vilnis gaismas, tas nav iespējams: tas ir - šķērsvirziena viļņi.

Jūs varat pilnībā izskaidrot pieredzi, izdarot divus pieņēmumus:

Uz pirmo pieņēmumu attiecastieši gaismā: gaismas viļņi - šķērseniski viļņi. Bet gaismas avotu gaismas staru gaismā, kas atrodas gaismas avotā, ir dažādu virzienu svārstības, kas ir perpendikulāri virzienam, pa kuru šis vilnis izplatās. Šajā gadījumā, ņemot vērā šādu pieņēmumu, varam secināt, ka gaismas viļņam ir aksiāla simetrija, tajā pašā laikā ir šķērsvirziena. Piemēram, ūdens virsmas viļņiem nav šādas simetrijas, jo ūdens daļiņu vibrācijas rodas tikai vertikālā plaknē.

Gaismas viļņi ar dažādu vibrācijuvirzieni, kas ir perpendikulāri pavairošanas virzieniem, sauc par dabiskiem. Šis nosaukums ir pamatots, jo standarta apstākļos dažādi gaismas avoti rada tikai tādus viļņus. Šis pieņēmums ir izskaidrojams ar pirmā veiktā eksperimenta rezultātiem. Turmolīna kristāla rotācija nemaina gaismas caurlaidības gaismas piesātinājumu, jo šim avārijas viļņam ir aksiālā simetrija, kaut arī tas ir šķērsvirziens.

Otrais pieņēmums attiecas uz pašu kristālu. Tourmalīnam ir īpašība, ka iet gaismas viļņus ar svārstībām, kas notiek noteiktā plaknē. Šo gaismu sauc par polarizētu (vai plaknē polarizētu). Tas atšķiras no dabas, nav polarizēts.

Šis pieņēmums ir izskaidrojams ar otro pieredzi. Planar-polarizēta gaisma (vilnis) rodas no pirmā turmalīna kristāla. Pārvarot kristālus deviņdesmit grādu leņķī, vilnis nevar iet caur otro no tiem. Ja šķērsošanas leņķis ir citāds, tad mainās svārstības, kuru amplitūda būs vienāda ar tā plaknes amplitūda projicēšanu, kas šķērso pirmo plāksni otrās ass virzienā. Tas ir teorijas pierādījums, ka gaismas viļņi ir šķērsvirziena viļņi.