De bølgeoptikk, også kalt fysisk optikk, studerer atferd av lys i manifestasjonen som en bølge. Lys er en elektromagnetisk bølge, og det var allerede spådd av James Clerk Maxwell (1831-1879) i ligningene hans.
Derfor opplever lys de samme fenomenene som alle andre typer bølger. På mikroskopisk nivå produseres lys av atomer og molekyler i materie som gjennomgår intern elektronrestrukturering. Og gjennom disse prosessene sendes lys ut, bestående av et elektrisk felt og et magnetfelt, begge avhengig av tid, som genererer hverandre..
Slike felt, koplet vinkelrett, beveger seg som en bølge som er i stand til å forplante seg på tvers i et vakuum. Det vil si at bølgen svinger vinkelrett på forplantningsretningen og bølgehastigheten er konstant og i vakuum er den 300 000 km / s.
Imidlertid når lys samhandler med materie, oppfører det seg som en partikkel. Denne partikkelen kalles foton og manifesteres i fenomener som blant annet svart kroppsstråling og fotoelektrisk effekt.
Derfor er optikk delt inn i tre områder:
Bølgeoptikk er området for optikk som fokuserer på bølgefenomener i lys:
Selv om refleksjon og refraksjon også er manifestasjoner av lys, blir de håndtert av geometrisk optikk, som forklart ovenfor. For dette bruker han strålemodellen, der lys blir beskrevet som en rett linje som går vinkelrett på bølgefronten. Disse strålene er uavhengige av hverandre og helt reversible..
Men i denne modellen er det ikke tenkt på at lys gjennomgår diffraksjon, selv om det er bevist at det kan, derfor mangler geometrisk optikk tilstrekkelig omfang til å forklare mange aspekter av lysets oppførsel..
Siden disse fenomenene bare forekommer i bølger, betyr det at lys har alle egenskapene til en bølge, både romlig og tidsmessig. Den første forskeren som antydet dette, var Christiaan Huygens (1629-1695), og av denne grunn hadde han en bitter tvist med Isaac Newton (1642-1727), som alltid forsvarte lysets korpuskulære natur..
En bølge er en repeterende forstyrrelse som i prinsippet kan modelleres som en sinusformet kurve, enten en tverrgående eller langsgående bølge. Dens romlige egenskaper, det vil si at de refererer til formen på bølgen, er:
-Rygger og daler: er henholdsvis de høyeste og laveste posisjonene.
-Noder: er kryssene til bølgen med referanselinjen som tilsvarer likevektsposisjonen.
-Bølgelengde: er nesten alltid betegnet med den greske bokstaven λ (lambda), og måles som avstanden mellom to påfølgende rygger eller daler. Eller også mellom et punkt og neste punkt som er i samme høyde og tilhører neste eller forrige syklus. Hver farge i spekteret av synlig lys har en karakteristisk bølgelengde knyttet til seg..
-Forlengelse: er den vertikale avstanden målt mellom et punkt som tilhører bølgen og referanselinjen.
-Amplitude: tilsvarer maksimal forlengelse.
Når det gjelder de tidsmessige egenskapene, beveger forstyrrelsen seg med jevne mellomrom som allerede er sagt, derfor har en lysbølge:
-Periode, varighetstid for en fase.
-Frekvens: antall bølger som produseres per tidsenhet. Periode og frekvens er omvendt av hverandre.
-Hastighet: er kvotienten mellom bølgelengden λ og perioden T:
v = λ / T
Elektromagnetiske felt kan kombineres på ett punkt, i henhold til superposisjonsprinsippet. Dette betyr at hvis to lysbølger med lik amplitude, frekvens og faseforskjell φ overlapper hverandre i et punkt i rommet, legger deres respektive elektromagnetiske felt seg opp som vektorer.
Forstyrrelser oppstår fordi bølgen som skyldes superposisjonen kan ha større amplitude enn de forstyrrende bølgene, eller tvert imot en mye mindre. I det første tilfellet sies det at det oppstår konstruktiv forstyrrelse, og i det andre handler det om destruktiv forstyrrelse.
Den første som demonstrerte forstyrrelser av lysbølger fra to kilder, var den engelske forskeren og polygloten Thomas Young (1773-1829) i 1801 i sitt berømte dobbeltspalteeksperiment..
Diffraksjon består av avviket fra den rettlinjede oppførselen som en bølge gjennomgår når den møter et hinder eller en åpning i stien, så lenge dimensjonene til disse er lik bølgelengden.
Lydbølgediffraksjon er veldig lett å oppleve, men siden bølgelengden til synlig lys er veldig liten, i størrelsesorden noen hundre nanometer, er det litt mer komplisert å bestemme..
Lys består av to felt vinkelrett på hverandre, det ene elektriske og det andre magnetisk, begge vinkelrett på forplantningsretningen. Ikke-polarisert lys består av en uordnet overstilling av bølger hvis elektriske felt har tilfeldige retninger, derimot, i polarisert lys har det elektriske feltet en fortrinnsretning.
Optiske interferometre er enheter som brukes til å måle avstander med høy presisjon. I tillegg kan de også måle bølgelengder, brytningsindekser, diameteren på stjernene i nærheten og oppdage tilstedeværelsen av eksoplaneter..
Michaelson-Morley-eksperimentet ble utført med et interferometer. I dette eksperimentet ble det funnet at lysets hastighet er konstant i vakuum.
Polarimetri er en teknikk som brukes i kjemisk analyse av stoffer gjennom rotasjon av en stråle av polarisert lys som passerer optisk gjennom et stoff. Dens bruk er hyppig i næringsmiddelindustrien for å bestemme konsentrasjonen av sukker i drikkevarer som juice og vin..
I kommunikasjon brukes lys for sin evne til å transportere informasjon, for eksempel gjennom fiberoptikk, lasere og holografi, for eksempel.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.