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Galleria mappe mentale Fisica universitaria Vibrazioni, onde, onde elettromagnetiche e ottica ondulatoria
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Fisica universitaria Vibrazioni, onde, onde elettromagnetiche e ottica ondulatoria
Questa è una mappa mentale su vibrazioni, onde, onde elettromagnetiche e ottica ondulatoria nella fisica universitaria. L'introduzione è dettagliata e la conoscenza è completa. Spero che possa essere utile a tutti.
Modificato alle 2024-01-17 09:44:10
- Breve storia del tempo
Questa è una mappa mentale su una breve storia del tempo. "Una breve storia del tempo" è un'opera scientifica popolare con un'influenza di vasta portata. Non solo introduce i concetti di base della cosmologia e della relatività, ma discute anche dei buchi neri e dell'espansione dell'universo. questioni scientifiche all’avanguardia come l’inflazione e la teoria delle stringhe.
- Il coraggio di essere odiato
Dopo aver letto "Il coraggio di essere antipatico", "Il coraggio di essere antipatico" è un libro filosofico che vale la pena leggere. Può aiutare le persone a comprendere meglio se stesse, a comprendere gli altri e a trovare modi per ottenere la vera felicità.
- Appunti di lettura di Il coraggio di non piacere.
"Il coraggio di essere antipatico" non solo analizza le cause profonde di vari problemi nella vita, ma fornisce anche contromisure corrispondenti per aiutare i lettori a comprendere meglio se stessi e le relazioni interpersonali e come applicare la teoria psicologica di Adler nella vita quotidiana.
Fisica universitaria Vibrazioni, onde, onde elettromagnetiche e ottica ondulatoria
- Breve storia del tempo
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- Il coraggio di essere odiato
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- Profilo
Vibrazioni e onde
vibrazione
Se una qualsiasi grandezza fisica cambia ripetutamente vicino ad un certo valore, significa che la grandezza fisica sta vibrando.
Cinematica del moto armonico semplice
moto armonico semplice
Lo spostamento di un oggetto rispetto alla sua posizione di equilibrio cambia nel tempo secondo la legge del coseno o del seno.
Quando la molla è a lunghezza libera, la posizione della sfera è la posizione di equilibrio
A è l'ampiezza. Il numero di volte in cui un oggetto completa il movimento alternativo nell'unità di tempo è chiamato frequenza di vibrazione. Il reciproco della frequenza è il periodo.
Frequenza circolare (frequenza naturale di vibrazione), v è la frequenza di vibrazione
Metodo analitico, metodo delle curve, metodo dei vettori di rotazione
differenza di fase
In fase
fase inversa
Dinamica delle oscillazioni armoniche semplici
È determinato solo dalle proprietà intrinseche dell'oscillatore
coefficiente di recupero elastico
Recupero elastico
La grandezza è proporzionale allo spostamento dalla posizione di equilibrio
Se la forza risultante sull'oggetto è una forza elastica di ripristino, l'ampiezza e la fase iniziale possono essere risolte dalle condizioni iniziali.
Energia di vibrazione armonica semplice
energia cinetica
energia potenziale
L'energia cinetica e l'energia potenziale nel processo di vibrazione possono essere convertite l'una nell'altra, ma l'energia meccanica totale viene conservata.
Esempio di moto armonico semplice
pendolo semplice
Vibrazioni smorzate, vibrazioni forzate, risonanza
Vibrazioni smorzate
smorzamento eccessivo, smorzamento critico
vibrazione forzata
Risonanza
Quando la forza di smorzamento è molto piccola e la frequenza della forza motrice è approssimativamente uguale alla frequenza naturale del sistema di vibrazione, l'ampiezza del sistema raggiunge il massimo.
Analisi dello spettro di sintesi delle vibrazioni lungo la stessa direzione
Lungo la stessa linea retta, la frequenza è la stessa
due
n ampiezze sono le stesse
Lungo la stessa retta, frequenze diverse
Le vibrazioni che a volte diventano più forti e a volte si indeboliscono sono chiamate battiti
Analisi dello spettro
Determinare le componenti di frequenza contenute in una vibrazione e l'ampiezza di ciascuna frequenza
L'insieme risultante di frequenze e ampiezze corrispondenti è chiamato spettro
La frequenza più bassa è la frequenza fondamentale
Altre frequenze sono chiamate armoniche
Sintesi delle vibrazioni lungo la direzione verticale
Lungo le linee verticali le frequenze sono le stesse
Lungo una linea verticale le frequenze sono diverse
Figura di Lissajous
onda meccanica
Generazione e propagazione delle onde meccaniche
Per generare onde meccaniche è necessario un oggetto meccanico vibrante: la sorgente dell'onda.
La propagazione delle onde meccaniche nei mezzi è onde meccaniche
Le onde meccaniche che si basano sulla forza elastica interna per propagarsi sono chiamate mezzi elastici. In questo momento, le onde meccaniche sono anche chiamate onde elastiche.
Onda trasversale
La direzione della vibrazione dell'elemento massa è perpendicolare alla direzione di propagazione dell'onda
Gas, liquidi e solidi hanno elasticità a compressione
Onda longitudinale
La direzione di vibrazione dell'elemento massa è parallela alla direzione di propagazione dell'onda
I solidi sono elastici al taglio
Ciò che si propaga è solo lo stato vibrazionale o forma di movimento della materia
L'energia viene trasferita dall'elemento di massa a monte all'elemento di massa a valle
Rappresentazione geometrica della propagazione delle onde
Una linea retta o curva nella direzione di propagazione è una linea d'onda
Punti con la stessa fase formano una superficie isofase
Il fronte dell'onda è chiamato fronte d'onda o superficie d'onda
Onde piane, onde sferiche, onde cilindriche
Velocità delle onde
Onda longitudinale elastica di propagazione gas-liquido
Velocità d'onda delle onde trasversali nei solidi
La velocità dell'onda di un'onda longitudinale che si propaga in un'asta sottile
La velocità di un'onda longitudinale che si propaga lungo un'asta sottile
Armoniche piane semplici
Lunghezza d'onda, frequenza e numero d'onda
Numero d'onda angolare k, quando k è un vettore, è chiamato vettore d'onda, frequenza circolare
Funzione d'onda armonica piana semplice
La funzione che descrive la relazione tra lo spostamento della posizione di equilibrio relativo di ciascun elemento di massa nel campo d'onda e il tempo è la funzione d'onda
significato
tempo a disposizione
Date le coordinate spaziali
La funzione d'onda descrive la propagazione degli stati di movimento
vp è la velocità di fase dell'onda
Equazione delle onde delle onde piane
Qualsiasi grandezza fisica, purché soddisfi questa equazione di coordinate e tempo, questa grandezza fisica deve propagarsi sotto forma di onda piana
Derivazione delle onde trasversali elastiche nei solidi
Densità di energia e flusso di energia delle onde meccaniche
Energia cinetica ed energia potenziale degli elementi materiali nel campo ondulatorio
Energia meccanica
Densità di energia e intensità d'onda nel campo ondoso
Densita 'energia
densità del flusso energetico
La densità del flusso di energia media nel tempo è l’intensità dell’onda
L'energia dell'onda che passa attraverso qualsiasi superficie del campo ondoso per unità di tempo è chiamata flusso di energia della coppia d'onde su questa superficie.
assorbimento delle onde
Il mezzo generalmente assorbe parte dell'energia delle onde
Onde sonore, onde ultrasoniche e onde infrasoniche
Le onde longitudinali meccaniche che causano l'udito umano sono chiamate onde sonore, 20 Hz ~ 20000 Hz
ultrasuoni
Alta frequenza, piccola diffrazione, forte capacità di penetrazione, rilevamento, rilevamento di difetti, indagine, lavorazione, saldatura, pulizia
infrasuoni
Generato principalmente da movimenti su larga scala della crosta terrestre, dell'acqua di mare e dell'atmosfera e può essere trasmesso su lunghe distanze
Principio di Huygens, Diffrazione, Riflessione e Rifrazione delle Onde
Principio di Huygens
Quando le onde incontrano ostacoli, subiranno diffrazione e verranno riflesse e rifratte nell'interfaccia tra i due mezzi.
Ciascun elemento di massa nel mezzo nel quale l'onda si propaga può essere considerato come una sorgente d'onda che emette wavelet, e gli inviluppi di queste superfici d'onda wavelet in qualsiasi momento successivo sono nuove superfici d'onda.
diffrazione delle onde
L'incontro con ostacoli durante il processo di propagazione, il cambiamento della direzione di propagazione in linea retta e la propagazione nell'area di blocco degli ostacoli è chiamata diffrazione delle onde.
Leggi della riflessione e rifrazione delle onde
La relazione tra l'onda riflessa, l'onda rifratta e l'ampiezza dell'onda incidente
Un mezzo con una grande resistenza alle onde è chiamato mezzo a densità d'onda, mentre un mezzo con una piccola resistenza alle onde è chiamato mezzo a onde rare.
Condizioni al contorno
Disponibile
Coefficiente di riflessione
Coefficiente di trasmissione
Conclusione della relazione di ampiezza
La somma del coefficiente di riflessione e del coefficiente di trasmissione è 1 e l'energia si conserva
La riflessione e la trasmissione riguardano solo le due superfici medie e non hanno nulla a che fare con quale lato sia incidente
Se la resistenza d'onda dei due mezzi è uguale, l'onda verrà trasmessa completamente
All'interfaccia tra due superfici di mezzi con resistenza d'onda significativamente disuguale, l'onda è vicina alla radiazione totale.
perdita di mezza onda
Quando un'onda incidente da un mezzo ondulato a un mezzo ondulato, la fase dell'onda riflessa nel punto di riflessione cambia di π.
Sovrapposizione coerente di onde Onde stazionarie
principio di sovrapposizione delle onde
La propagazione delle onde è indipendente
La vibrazione di ciascun elemento della massa è la sintesi delle vibrazioni dell'elemento della massa causate da ciascuna serie di onde.
Sovrapposizione lineare delle onde, chiamata anche principio di sovrapposizione delle onde
Necessità di soddisfare la relazione lineare tra deformazione e sollecitazione
interferenza delle onde
Nella zona di sovrapposizione delle due onde, dopo aver attraversato la stretta fenditura, la vibrazione viene rafforzata in alcuni punti e indebolita in altri punti, e non cambia nel tempo. Ciò si chiama interferenza delle onde.
Due onde che possono interferire sono chiamate onde coerenti
La sorgente d'onda che eccita le onde coerenti è chiamata sorgente d'onda coerente
La direzione della vibrazione è la stessa, la frequenza è la stessa e la differenza di fase non cambia nel tempo: questa è la condizione di coerenza dell'onda.
Interferenza e vantaggio reciproco
L'interferenza si indebolisce
Onde stazionarie (caso particolare di interferenza delle onde)
Interferenza di due colonne di onde coerenti nello stesso mezzo lungo la stessa retta con direzioni di propagazione opposte e stessa ampiezza.
Non c'è propagazione di energia, stato vibrazionale o fase, quindi viene chiamata onda stazionaria
antinodo, nodo
Lo stesso segmento di un'onda stazionaria ha la stessa fase e due segmenti adiacenti hanno fasi opposte.
Modalità normale della frequenza propria
La frequenza corrispondente è la frequenza propria
La frequenza più bassa è la frequenza fondamentale e il resto sono frequenze armoniche
La vibrazione armonica semplice alla frequenza fondamentale o frequenza armonica è la modalità di vibrazione più semplice possibile su una corda ed è chiamata modalità normale della corda.
L'altezza è determinata dalla frequenza propria della corda. La frequenza fondamentale corrisponde al tono fondamentale e la frequenza armonica corrisponde al sovratono.
effetto Doppler
La sorgente è ferma e il ricevitore si muove.
Il ricevitore è fermo e la sorgente è in movimento
La sorgente d'onda e il ricevitore sono entrambi in movimento
effetto doppler longitudinale
onda d'urto
Quando la velocità della sorgente dell'onda nel mezzo è maggiore della velocità dell'onda media
La velocità di movimento della sorgente d'onda è uguale alla velocità dell'onda nel mezzo, il che causerà una barriera del suono
Radiazione Cherenkov
onde elettromagnetiche
Esperimento di Hertz sull'equazione delle onde elettromagnetiche
Equazione delle onde elettromagnetiche
La velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche nel vuoto è la velocità della luce nel vuoto
Esperimento di Hertz
Classificazione delle onde elettromagnetiche e spettro elettromagnetico
Emissione di onde elettromagnetiche Antenna Radiazione del dipolo elettrico
Emissione di onde elettromagnetiche
Vari gradi di onde elettromagnetiche sono generati da punti euclidei e movimento accelerato. Solo i punti di movimento accelerato possono stimolare le onde elettromagnetiche separate dalla sorgente del campo e muoversi indipendentemente nello spazio.
Serbatoio LC e antenna
campo di radiazione del dipolo elettrico
Onde elettromagnetiche planari monocromatiche
Equazione delle onde elettromagnetiche piane monocromatiche
Funzione d'onda di onda elettromagnetica piana monocromatica
Caratteristiche delle onde elettromagnetiche planari monocromatiche
Densità di energia e flusso di energia
Lo stato di polarizzazione di un'onda piana
Riflessione e rifrazione delle onde elettromagnetiche sulle superfici dei mezzi
Formula di Fresnel
Applicazione della formula di Fresnel
Interferenza e diffrazione delle onde elettromagnetiche
Condizioni di coerenza per le onde elettromagnetiche
interferenza delle onde elettromagnetiche
Fenomeno di diffrazione delle onde elettromagnetiche
Il valore medio temporale della densità del flusso di energia delle onde elettromagnetiche è chiamato intensità luminosa
Ottica ondulatoria (l'ottica può essere divisa in geometrica, ondulatoria, quantistica)
Sovrapposizione coerente di onde luminose - interferenza
Sorgente luminosa: gli atomi emettono luce
livello di energia
L'energia di un atomo isolato può assumere solo una serie di valori discreti.
Lo stato energetico più basso è lo stato fondamentale, mentre gli stati con energia più elevata sono chiamati stati eccitati.
salto
emettono fotoni
Quando un atomo emette luce, emette effettivamente un treno d'onde o un treno d'onde con una certa frequenza, lunghezza finita e una certa direzione di vibrazione.
percorso ottico di interferenza luminosa
Due luci che soddisfano le condizioni di coerenza sono chiamate luci coerenti e la sorgente luminosa è una sorgente luminosa coerente.
L’interferenza è costruttiva, l’interferenza è distruttiva
percorso ottico nel mezzo
Le lenti sottili non causano ulteriori differenze nel percorso ottico
Modi per ottenere luce coerente
fronte divisorio
Interferenza della doppia fenditura di Young
Reticolo di interferenza multi-fenditura
Ampiezza (a seconda che le superfici superiore e inferiore siano parallele)
interferenza isoclinale
Interferenza di uguale spessore
Interferenza del fronte d'onda
Interferenza della doppia fenditura di Young
Il valore k è il livello della frangia, k=0 corrisponde a x=0 frangia centrale chiara
Il modello di interferenza a doppia fenditura di Young è un modello di strisce chiare e scure alternate, che sono impilate e distribuite su entrambi i lati della striscia chiara centrale.
Per un dato dispositivo di interferenza e una determinata lunghezza d'onda della luce, le frange di interferenza a doppia fenditura di Young sono equidistanti
Altre interferenze del fronte d'onda
Biprisma di Fresnel
Specchio bifacciale di Fresnel
specchio in lega
Formare una fase inversa della sorgente luminosa coerente
coerenza spaziale e coerenza temporale
contrasto delle frange di interferenza
Limitazione dell'ampiezza della coerenza della sorgente luminosa Coerenza spaziale
Monocromaticità della sorgente luminosa Coerenza temporale
Interferenza isoclina del film sottile
Principio dell'interferenza isoclinale Differenza del percorso ottico
Esperimenti per osservare l'interferenza isoclina e analisi dei modelli di interferenza
Mezzo specchio con angolo di 45 gradi
Il modello è cerchi concentrici di cerchi chiari e scuri alternati
Più piccolo è il raggio, maggiore è il livello dell'anello luminoso e il punto luminoso centrale ha il livello più alto.
Gli anelli luminosi sono più radi verso il centro e più densi verso l'esterno.
La figura di interferenza è determinata solo dall'angolo di incidenza, con l'intensità che aumenta allo stesso angolo di incidenza.
Rivestimento AR e rivestimento AR
Pellicola riflettente migliorata
Interferenza e vantaggio reciproco
Rivestimento AR
L'interferenza della luce riflessa è distruttiva
interferenza di uguale spessore del film sottile
Interferenza tagliente
Appare sulla superficie inferiore della lastra di vetro superiore
Interferenza distruttiva ai bordi
Analisi del modello di interferenza della punta
La lunghezza d'onda e l'indice di rifrazione del mezzo sono costanti Quanto più piccolo è l'angolo di inclinazione, tanto maggiore è la distanza tra le frange di interferenza adiacenti. Se θ è troppo grande in una certa misura, non sarà visibile.
n ed e sono costanti, la striscia di luce rossa è più ampia della luce viola e la luce bianca avrà uno spettro colorato.
La punta dell'elicottero viene riempita d'acqua e le frange di interferenza diventano più dense.
Anelli di Newton
Anelli concentrici radi all'interno e densi all'esterno, con un motivo scuro nell'anello centrale
Il raggio dell'anello di Newton è proporzionale alla radice quadrata dell'ordine dell'anello.
Interferometro di Michelson (utilizzando il metodo dell'ampiezza frazionaria)
dispositivo
Divisore del raggio
Dividere la luce incidente in luce riflessa e luce trasmessa con ampiezze simili
Consiglio di compensazione
Aumenta il percorso ottico della luce trasmessa
principio
interferenza isoclinale
Ogni volta che si sposta di mezza lunghezza d'onda, una frangia emerge o viene inghiottita
Interferenza di uguale spessore
applicazione
Misurazione
indice di rifrazione laterale
Allarme laser
Spiaaggio laser
Diffrazione della luce Fraunhofer a singola fenditura
diffrazione
La luce può aggirare gli ostacoli e propagarsi nell'area d'ombra geometrica dell'ostacolo
Quando la dimensione dell'ostacolo è ridotta ad un livello paragonabile alla lunghezza d'onda della luce, la diffrazione sarà evidente.
Diffrazione di Fresnel e diffrazione di Fraunhofer
Diffrazione di Fresnel
La distanza tra la sorgente luminosa, lo schermo ricevente (o uno dei due) e lo schermo di diffrazione è finita.
Diffrazione di Fraunhofer
La sorgente luminosa allo schermo di diffrazione e lo schermo ricevente allo schermo di diffrazione sono infinite o equivalenti all'infinito.
Dispositivo sperimentale di diffrazione Fraunhofer a fenditura singola
Teorema di Huygens-Fresnel
Ogni elemento superficiale sul fronte d'onda può essere considerato una sorgente di wavelet. La vibrazione di qualsiasi punto davanti all'onda è il risultato della sovrapposizione coerente di tutte le wavelet in quel punto.
Formula di Fresnel Kirchhoff
La diffrazione di interferenza della luce è il risultato della sovrapposizione coerente delle onde luminose. Tuttavia, il numero di sorgenti di interferenza luminosa è limitato, mentre il numero di sorgenti di diffrazione della luce è infinito.
Metodo della semibanda di Fresnel
La differenza del percorso ottico tra la luce emessa da ciascun punto delle strisce strette adiacenti e quella che raggiunge il punto p è pari a mezza lunghezza d'onda.
L'angolo di diffrazione non è zero, il numero di bande a semionda è un numero pari, le bande a semionda adiacenti sono un numero pari e la luce si distrugge in punti scuri.
Quando è un numero dispari, P è il punto luminoso
Per un angolo di diffrazione pari a zero, la differenza del percorso ottico di tutte le onde è zero e il punto p è la frangia centrale chiara.
metodo del vettore di ampiezza
Diviso in N bande d'onda, ma non necessariamente lunga metà della lunghezza d'onda
Differenza del percorso ottico tra bande d'onda adiacenti
differenza di fase
natura
Esiste uno schema luminoso di stimolazione tra due schemi scuri adiacenti, che può essere ottenuto utilizzando derivati.
La larghezza del motivo trasparente secondario è la metà della larghezza del motivo trasparente centrale
Ad una certa lunghezza d'onda, più stretta è la singola fenditura, più ampie sono le frange di diffrazione e più evidente è il fenomeno della diffrazione.
Diffrazione di Fraunhofer di un foro circolare Potere risolvente degli strumenti ottici
Diffrazione di Fraunhofer di un foro circolare
Aria
punto luminoso centrale circondato dal primo anello scuro
Frangia centrale chiara corrispondente alla diffrazione da fessura
Il potere risolutivo degli strumenti ottici
Criterio di Rayleigh
Quando il centro di un disco di Airy cade sull'anello scuro di primo livello di un altro, i due dischi di Airy possono essere appena distinti.
è chiamato raggio di risoluzione dello strumento
Migliorare la capacità di discriminazione
Aumentare l'apertura della lente dell'obiettivo
telescopio
Ridurre la lunghezza d'onda della luce incidente
microscopio elettronico
Diffrazione di Fraunhofer dei reticoli Spettri del reticolo e potere risolutivo del reticolo
Diffrazione di Fraunhofer con reticoli (Diffrazione di Fraunhofer a fenditure multiple)
Il reticolo è un elemento ottico in cui le unità diffrattive sono disposte ripetutamente nello spazio.
Caratteristiche dell'unità di diffrazione
Reticolo di diffrazione in trasmissione
Reticolo di diffrazione riflettente
distribuzione spaziale
Reticolo unidimensionale
Reticolo 2D
Grata 3D
Parametro
La larghezza della fessura è (larghezza di trasmissione della luce)
La larghezza dell'opaco è b
d=a b è detta costante reticolare
La posizione della striscia non ha nulla a che fare con il numero di fessure del reticolo
All'aumentare del numero delle fessure del reticolo, la larghezza della striscia diventa effettiva. Il numero dei reticoli è molto grande e le strisce sono molto nitide.
La luminosità del reticolo cambia allo stesso modo della frangia di diffrazione a fenditura singola. Maggiore è il numero delle fessure del reticolo, maggiore è la luminosità della frangia.
interferenza multiraggio
differenza di fase adiacente
equazione del reticolo
Il soddisfacimento dell'equazione del reticolo è detto massimo principale di interferenza
modello scuro
Ci sono N-1 frange scure tra due massimi principali adiacenti, che sono chiamati minimi, e N-2 frange luminose, e le frange luminose sono chiamate massimi secondari.
Distribuzione dell'intensità luminosa della diffrazione del reticolo
Fattore di diffrazione a fenditura singola
Modula l'intensità massima principale a tutti i livelli in modo che l'energia luminosa sia concentrata nell'area massima centrale principale
Il fenomeno dell'ordine mancante produce le frange massime principali dell'interferenza. Il minimo di diffrazione a singola fenditura appare al massimo dell'interferenza a più raggi. Quando le frange sono piccole, l'intensità della luce sintetica è zero.
Quando d/a è un numero intero, mancheranno i massimi principali positivi e negativi di n volte intere.
Determinare la distribuzione delle principali intensità massime e submassimali e la generazione dei livelli mancanti
fattore di interferenza multiraggio
Determinare le posizioni del massimo principale, del modello scuro e del sottomassimo
Spettro del reticolo e potere risolutivo del reticolo
Un reticolo è uno spettrometro
Le linee spettrali disposte dal reticolo in base alla lunghezza d'onda sono chiamate spettro del reticolo.
Secondo l'ordine della lunghezza d'onda da corta a lunga, distribuita dal centro verso entrambe le estremità
Il potere risolutivo del reticolo si riferisce alla capacità di distinguere due linee spettrali con lunghezze d'onda simili sullo spettro del reticolo.
definito come
Pertanto, il potere risolutivo del reticolo è correlato al numero totale di fenditure del reticolo e all'ordine di separazione di due linee spettrali adiacenti.
Diffrazione reticolare dei raggi X
raggi X
I raggi X diffusi dal cristallo colpiscono lo schermo ricevente dietro, formando delle macchie
Spiegazione della teoria della diffrazione della formula di Bragg delle macchie di Laue
Gli atomi (ioni) nel cristallo formano una struttura reticolare regolare
Una sezione trasversale di un cristallo è chiamata faccia di cristallo
Le facce parallele dei cristalli formano grappoli di facce
Interferenza di ondette emesse da ciascun punto della griglia nello stesso piano cristallino
d1 è la distanza tra due atomi (ioni)
Pertanto, lo stesso piano del cristallo soddisfa l'interferenza costruttiva di ordine zero delle ondine, che avviene nella direzione di riflessione del cristallo come superficie riflettente.
Interferenza di onde emesse da punti del reticolo su diverse facce cristalline dello stesso ammasso di facce cristalline
Formula di Bragg
Per ammassi di facce cristalline con orientamenti e costanti reticolari diverse, purché l'angolo radente soddisfi la formula di Bragg, si osservano macchie di Laue.
Esperimento di diffrazione di polveri di cristalli a raggi X
Anelli concentrici di luce e buio
Stato di polarizzazione della luce Ottenimento della luce polarizzata
Il vettore dell’intensità del campo elettrico è anche chiamato vettore della luce
Le onde elettromagnetiche sono onde trasversali e la direzione di vibrazione del vettore luce è perpendicolare alla direzione di propagazione della luce.
I diversi stati di vibrazione del vettore luce sono chiamati stati di polarizzazione della luce
stato di polarizzazione della luce
Luce naturale
Emessa da sorgenti luminose ordinarie, con casualità e indipendenza
Le vibrazioni luminose del treno d'onde sono distribuite simmetricamente su un piano perpendicolare alla direzione di propagazione
Luce polarizzata linearmente (luce polarizzata piana)
Dopo che la luce naturale viene riflessa, rifratta e assorbita da determinate sostanze, può diventare luce il cui vettore di luce vibra solo in una determinata direzione.
Il vettore della luce e la direzione di propagazione della luce costituiscono una superficie di vibrazione
luce parzialmente polarizzata
Tra la luce polarizzata piana e la luce naturale
I vettori di luce esistono in tutte le direzioni, ma in direzioni diverse, su un piano perpendicolare alla direzione di propagazione della luce
Luce polarizzata ellitticamente e luce polarizzata circolarmente
Il vettore luce ruota ad una certa velocità angolare in un piano perpendicolare alla direzione di propagazione. La categoria dipende dalla traiettoria del punto finale del vettore luce
Guardando direttamente nella direzione della luce, in senso orario significa rotazione verso destra e in senso antiorario significa rotazione verso sinistra.
Polarizzatori e analizzatori
Polarizzatore
Il processo per ottenere luce polarizzata piana dalla luce naturale è chiamato polarizzazione
I cristalli che assorbono selettivamente i vettori di luce in una certa direzione sono chiamati cristalli dicroici
Il polarizzatore consente il passaggio delle vibrazioni della luce solo in una direzione specifica, chiamata direzione della luce (o direzione di polarizzazione).
Quando una piastra polarizzante viene utilizzata per produrre luce polarizzata piana, viene chiamata polarizzatore
Analizzatore
La piastra polarizzante utilizzata per verificare lo stato di polarizzazione della luce è chiamata analizzatore
Legge di Marius
Se la luce incidente è parzialmente polarizzata e l'analizzatore viene ruotato, non si verificherà alcun fenomeno di estinzione.
Grado di polarizzazione
La luce polarizzata piana ha un grado di polarizzazione pari a 1
Luce naturale, luce polarizzata circolarmente con grado di polarizzazione pari a 0
Luce parzialmente polarizzata, luce polarizzata ellitticamente tra 0 e 1
Cambiamenti nello stato di polarizzazione della luce causati dalla riflessione e dalla rifrazione
Formula di Fresnel
L'angolo di Brewster (legge di Brewster)
Utilizzando una pila di lastre di vetro è possibile aumentare l'intensità della luce riflessa e il grado di polarizzazione della luce rifratta