Podsumowanie W2 Widmo fal elektromagnetycznych

Prezentacja na temat: "Podsumowanie W2 Widmo fal elektromagnetycznych"— Zapis prezentacji:

1 Podsumowanie W2 Widmo fal elektromagnetycznych
– specyfika zakresu optycznego: „kwadratowa” detekcja r. Maxwella  własności fal EM - poprzeczność - prędkość - przenoszą energię – wektor Poyntinga - przenoszą pęd – ciśnienie światła: ogony komet, chłodzenie laserowe (temperatury rzędu 100K  100nK) - przenoszą kręt (polaryzacja kołowa) Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08 wykład 3

2 Fale EM przenoszą kręt superpozycja () fal EM liniowo spolaryzowanych
może być falą z wirującymi (a nie oscylującymi) wektorami E, B ( polaryzacja kołowa) takie fale mogą wprawić ładunki w ruch obrotowy - niosą kręt q kręt nadany ładunkowi: moment siły zachow. energii: szybkość wymiany energii (moc):  każdy foton niesie kręt + ħ lub - ħ (skrętność – helicity) fotony: fala liniowo spolaryzowana (superpozycja fal o przeciwnych kołowych polar.) – nie ma określonego mom. pędu Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08 wykład 3

3 Superpozycja fal EM 1) 2 fale płaskie o tym samym kier. i częstotliwości, ten sam k, ta sama polaryz. biegnąca fala płaska zasada superpozycji 2) 2 fale płaskie o tym samym kier. i różnych częstotliwościach, ta sama polaryz. fala płaska niemonochromatyczna, prędkość c, częstość śr. amplituda zmodulowana (dudnienia) z częstością Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08 wykład 3

4 Superpozycja fal EM 3) 2 fale płaskie, te same częstotliwości, różne kierunki, ta sama polaryz. f. stojąca to nie jest fala biegnąca !  przesunięcie fazowe E(z,t) wzgl. B(z,t) f. biegnąca Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08 wykład 3

5 Superpozycja fal EM 4) 2 fale płaskie, te same częstotliwości, te same kierunki, różna polaryzacja polaryzacja liniowa lub polaryzacja kołowa polaryzacja eliptyczna Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08 wykład 3

6 Superpozycja fal EM 5) 2 fale płaskie, te same częstotliwości, różne kierunki, różna polaryzacja nie fala stojąca stałe natężenie wypadkowe periodycznie modulowana polaryzacja Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08 wykład 3

7 Propagacja światła w ośrodkach jednorodnych
niemagnetyczne (dielektryki), charakteryzowane przez (x,y,z, t)=const rozważania jak dla próżni, ale ze zmianą w r. Maxwella: Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08 wykład 3

8 Zjawisko dyspersji – zależność () [n(), ()]
pole magnetyczne pole elektryczne elektron oddz. atomu z polem E (klasyczny model Lorentza): E x indukowany moment elektr.:  wymuszone, tłumione oscylacje Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08 wykład 3

9 indukowany moment dipolowy
d=ex indukowany moment dipolowy P =Nd – elektryczna polaryzacja ośrodka z elektrodynamiki    - gdy N niezbyt duże (mała gęstość ośrodka)  2 = 1+ (mlz)   1+ ½(mlz) n()  1 + ½ Re (mlz) , ()  ½ Im (mlz) Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08 wykład 3

10 Zespolony współczynnik załamania
2 ) ( 1 ÷ ø ö ç è æ + - g w e k m N  ( ) 0 -  –/2 /2 n ( ) 1 0 -  –/2 /2 związki Kramersa-Kroniga: wiążą 1 z 2 czyli n i  Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08 wykład 3

11 Współczynniki absorpcji i załamania
fala w ośrodku fala padająca  z czas na przebycie z: w próżni = z/c w ośrodku = n z/c opóźnienie wzgl. propagacji w próżni: t=(n-1)z/c z x y zmiana amplitudy fali zmiana fazy fali  absorpcja, prawo Lamberta-Beera  zależność prędkości fal, dyspersja, załamanie światła Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08 wykład 3

12 Obiekty fazowe Fritz Zernike Nagroda Nobla (1954)
Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08 wykład 3

13 Optyczne własności materiałów
prawo Lamberta-Beera: L Absorpcja Rozproszenie światła zależy od odbicia i absorpcji np. przez próbkę z dwiema odbijającymi powierzchniami (ten sam współczynnik R ): Odbicie światła IR=I0 R Transmisja Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08 wykład 3