Optik bergelora

Apa itu optik bergelora?

The optik bergelora, juga dipanggil Optik fizikal, Mengkaji tingkah laku cahaya dalam manifestasi sebagai gelombang. Cahaya adalah gelombang elektromagnet, dan ia telah diramalkan oleh James Clerk Maxwell (1831-1879) dalam persamaannya.

Oleh itu, cahaya mengalami fenomena yang sama seperti jenis gelombang lain. Di peringkat mikroskopik, cahaya berlaku terima kasih kepada fakta bahawa atom dan molekul dalam perkara ini mengalami penstrukturan semula elektron dalaman. Dan melalui proses ini cahaya dipancarkan, yang terdiri daripada medan elektrik dan magnet lain, kedua -duanya bergantung pada masa, yang dihasilkan antara satu sama lain.

Pembiasan adalah salah satu fenomena yang dipelajari oleh optik beralun

Bidang sedemikian, secara serentak ditambah, bergerak sebagai gelombang yang mampu menyebarkan dalam vakum melintang. Iaitu, gelombang berayun tegak lurus ke arah penyebaran dan kelajuan gelombang adalah malar dan dalam vakum ia adalah 300.000 km/s.

Walau bagaimanapun, apabila cahaya berinteraksi dengan perkara, maka ia berkelakuan seperti zarah. Zarah ini dipanggil foton Dan ia menunjukkan dirinya dalam fenomena seperti radiasi badan hitam dan kesan fotoelektrik, antara lain.

Itulah sebabnya optik dibahagikan kepada tiga bidang:

• Optik bergelora, Memberi tumpuan kepada fenomena cahaya yang beralun.
• Optik kuantum, yang belajar dengan terang ketika dia berkelakuan sebagai zarah ketika berinteraksi dengan perkara.
• Optik Geometrik, Berorientasikan kepada penerangan mengenai aspek geometri trajektori cahaya: refleksi dan pembiasan.

Apa kajian yang menggenggam optik?

Warna -warna di pelangi ini di dataran Castilla disebabkan oleh panjang gelombang yang berbeza dari cahaya. Optik beralun bertanggungjawab untuk kajian anda

Optik Ondulatory adalah kawasan optik yang memberi tumpuan kepada fenomena cahaya yang tidak jelas:

• Gangguan
• Difraksi
• Polarisasi
• Refleksi
• Pembiasan

Ia boleh melayani anda: Undang -undang Termodinamik Pertama: Formula, Persamaan, Contoh

Walaupun refleksi dan pembiasan juga merupakan manifestasi cahaya, optik geometri ditangani, seperti yang dijelaskan sebelumnya. Untuk melakukan ini, ia menggunakan model sinar, di mana cahaya digambarkan sebagai garis lurus yang maju tegak ke hadapan gelombang. Sinaran ini bebas antara satu sama lain dan benar -benar boleh diterbalikkan.

Tetapi dalam model ini tidak direnungkan bahawa pengalaman pengalaman pengalaman difraksi, walaupun terbukti bahawa ia dapat, oleh itu, optik geometri tidak mencukupi untuk menjelaskan banyak aspek tingkah laku cahaya.

Oleh kerana fenomena ini hanya berlaku dalam gelombang, ini bermakna cahaya mempunyai semua ciri gelombang, kedua -dua ruang dan temporal. Saintis pertama yang mencadangkan ini adalah Christiaan Huygens (1629-1695), dan oleh itu mengekalkan pertikaian pahit dengan Isaac Newton (1642-1727), yang selalu mempertahankan sifat korpuskular.

Ciri -ciri umum gelombang

Parameter wakil gelombang sinusoidal

Gelombang adalah gangguan berulang yang pada dasarnya dapat dimodelkan sebagai lengkung sinus, sama ada gelombang melintang atau membujur. Ciri -ciri spatialnya, iaitu, yang merujuk kepada bentuk gelombang, adalah:

-Rabung dan lembah: Kedudukan tertinggi dan terendah masing -masing.

-Nod: Mereka adalah persimpangan gelombang dengan garis rujukan yang sepadan dengan kedudukan keseimbangan.

-Panjang gelombang: Hampir selalu dilambangkan oleh huruf Yunani λ (lambda), dan diukur sebagai jarak antara dua rabung atau dua lembah berturut -turut. Atau juga antara satu titik dan titik seterusnya yang berada pada ketinggian yang sama dan tergolong dalam kitaran seterusnya atau yang sebelumnya. Setiap warna dalam spektrum cahaya yang kelihatan mempunyai panjang gelombang ciri yang berkaitan.

Boleh melayani anda: pecutan segera: apa itu, bagaimana ia dikira dan latihan

-Pemanjangan: Ia adalah jarak menegak yang diukur antara titik milik gelombang dan garis rujukan.

-Amplitud: sepadan dengan pemanjangan maksimum.

Bagi ciri -ciri temporal, seperti yang telah dikatakan, gangguan bergerak dalam masa secara berkala, oleh itu, gelombang cahaya mempunyai:

-Tempoh, Tempoh fasa.

-Kekerapan: bilangan gelombang yang dihasilkan setiap unit masa. Tempoh dan kekerapan adalah terbalik antara satu sama lain.

-Kelajuan: Ia adalah kuota antara panjang gelombang λ dan tempoh t:

V = λ /t

Dua gelombang sinus dengan amplitud yang sama dan dengan perbezaan fasa. Sumber: Wikimedia Commons.

Sifat bergelora

Gangguan

Bidang elektromagnet boleh digabungkan pada satu titik, berikutan prinsip superposisi. Ini bermakna bahawa jika dua gelombang bercahaya sama amplitud, kekerapan dan perbezaan fasa φ, tumpang tindih pada titik ruang, medan elektromagnet masing -masing ditambah sebagai vektor.

Gangguan berlaku kerana gelombang yang disebabkan oleh tumpang tindih boleh mempunyai keluasan yang lebih besar ke gelombang yang mengganggu, atau sebaliknya, jauh lebih rendah. Dalam kes pertama dikatakan bahawa ia berlaku gangguan konstruktif, Dan pada masa kedua ia adalah mengenai gangguan merosakkan.

Yang pertama untuk menunjukkan campur tangan gelombang cahaya dua sumber adalah saintis Inggeris dan polyglot Thomas Young (1773-1829) pada tahun 1801 dalam eksperimen double-slitnya yang terkenal.

Difraksi

Difraksi terdiri daripada sisihan tingkah laku rectilinear yang menderita gelombang apabila ia memenuhi halangan atau pembukaan di jalannya, dengan syarat dimensi ini adalah serupa dengan panjang gelombang.

Boleh melayani anda: mengimbangi vektor: pengiraan, contoh, latihan

Pembelahan gelombang bunyi sangat mudah untuk bereksperimen, tetapi kerana panjang gelombang cahaya yang kelihatan sangat kecil, dari urutan beberapa ratus nanometer, ia sedikit lebih kompleks untuk menentukannya.

Polarisasi

Polarisasi cahaya

Cahaya terdiri daripada dua medan tegak lurus antara satu sama lain, satu elektrik dan satu magnet, kedua -duanya tegak lurus dengan arah penyebaran. Lampu yang tidak ditoleransi terdiri daripada pertindihan gelombang yang tidak disengajakan.

Aplikasi

Interferometri

Interferometer optik adalah peranti yang digunakan untuk mengukur jarak dengan ketepatan yang tinggi. Di samping itu, mereka juga boleh mengukur panjang gelombang, indeks pembiasan, diameter bintang berdekatan dan mengesan kehadiran exoplanet.

Percubaan Michaelson-Morley dijalankan dengan interferometer. Dalam eksperimen ini didapati bahawa kelajuan cahaya tetap dalam vakum.

Polarimetri

Polarimeter

Polarimetri adalah teknik yang digunakan dalam analisis kimia bahan melalui putaran rasuk cahaya polarisasi yang melintasi bahan optik. Penggunaannya kerap dalam industri makanan untuk menentukan kepekatan gula dalam minuman seperti jus dan wain.

Komunikasi

Dalam komunikasi, cahaya digunakan untuk keupayaannya untuk mengangkut maklumat, contohnya melalui optik serat, laser dan holografi, sebagai contoh.

Rujukan

1. Figueroa, d. (2005). Siri: Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 7. Gelombang dan Fizik Kuantum. Diedit oleh Douglas Figueroa (USB).
2. GiMbattista, a. 2010. Fizik. 2. Ed. McGraw Hill.
3. Giancoli, d.  2006. Fizik: Prinsip dengan aplikasi. 6th. Ed Prentice Hall.
4. Rex, a. 2011. Asas Fizik. Pearson.
5. Sears, Zemansky. 2016. Fizik universiti dengan fizik moden. Ke -14. Ed. Jilid 1. Pearson.