Как изменится частота, скорость, длина волны. при переходе электромагнитной волны из вакуума в однородную среду.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

При переходе электромагнитной волны из вакуума в однородную прозрачную среду (диэлектрик) её характеристики изменяются в зависимости от оптической плотности этой среды. Основным параметром, определяющим эти изменения, является абсолютный показатель преломления nn. 1. Частота ( νnu) Частота волны остается неизменной. Частота определяется источником излучения и энергией квантов ( E=hνcap E equals h nu). При переходе через границу раздела сред энергия фотонов не меняется, поэтому частота остается константой. Это фундаментальное свойство: сколько колебаний пришло к границе раздела в единицу времени, столько же прошло и внутрь среды. 2. Скорость распространения ( vv) Скорость уменьшается. В вакууме электромагнитная волна распространяется с максимально возможной скоростью c3108c is approximately equal to 3 center dot 10 to the eighth power м/с. При входе в среду скорость уменьшается в nn раз, где nn — показатель преломления этой среды. Формула зависимости: v=cnv equals c over n end-fraction Поскольку для любой среды n>1n is greater than 1, скорость света в веществе всегда меньше, чем в вакууме. 3. Длина волны ( λlambda) Длина волны уменьшается. Длина волны связана со скоростью и частотой соотношением λ=vνlambda equals the fraction with numerator v and denominator nu end-fraction . Так как частота остается прежней, а скорость падает, длина волны вынуждена пропорционально сократиться. Формула изменения длины волны: λср=λвакnlambda sub с р end-sub equals the fraction with numerator lambda sub в а к end-sub and denominator n end-fraction Сводная таблица изменений

Параметр ОбозначениеИзменениеМатематическая связь
Частота νnuНе изменяется ν=constnu equals c o n s t
Скорость vvУменьшается в nn раз v=cnv equals c over n end-fraction
Длина волны λlambdaУменьшается в nn раз λ=vνlambda equals the fraction with numerator v and denominator nu end-fraction

Резюме: При переходе из вакуума в среду волна "замедляется" и "сжимается" (её гребни становятся ближе друг к другу), но "цвет" (частота) остается неизменным. Я могу рассчитать конкретные значения длины волны и скорости для определенной среды (например, стекла или воды), если вы укажете её показатель преломления или название. Хотите, чтобы я привел пример такого расчета?

Форма ответа

Ваш аватар