Физическая природа света. Волновые свойства света. Длина световой волны. Физические и психофизические характеристики света

Медицинская оптика

Оптика – раздел физики, в котором изучаются природа света, законы его распространения и взаимодействия с веществом.

Оптика оказалась одним из первых разделов физики, где проявилась ограниченность классических представлений о природе. Была установлена двойственная природа света:

Корпускулярная теория света, берущая начало от Ньютона, рассматривает его как поток частиц — квантов света или фотонов. В соответствии с идеей Планка любое излучение происходит дискретно, причём минимальная порция энергии (энергия фотона) имеет величину, где частота ν соответствует частоте излучённого света, а h есть постоянная Планка. Использование представлений о свете, как потоке частиц, объясняет явление фотоэффекта и закономерности теории излучения.

Волновая теория света, берущая начало от Гюйгенса, рассматривает свет как совокупность поперечных монохроматических электромагнитных волн, а наблюдаемые оптические эффекты как результат сложения (интерференции) этих волн. При этом считается, что в отсутствие перехода энергии излучения в другие виды энергии, эти волны не влияют друг на друга в том смысле, что, вызвавшая в некоторой области пространства интерференционные явления, волна продолжает распространяться дальше без изменения своих характеристик. Волновая теория электромагнитного излучения нашла своё теоретическое описание в работах Максвелла в форме уравнений Максвелла. Использование представления о свете, как о волне, позволяет объяснить явления, связанные с интерференцией и дифракцией, в том числе структуру светового поля (построение изображений и голографию).

Характеристики света

Длина световой волны λ зависит от скорости распространения волны в среде и связана с нею и частотой соотношением:

λ=υ/ν=с/nν

На практике принято считать, что показатель преломления среды является функцией длины волны: n = n(λ). Зависимость показателя преломления от длины волны (точнее -от частоты) проявляется в виде явления дисперсии света.

Характеристиками света являются:

-спектральный состав, определяемый диапазоном длин волн света.

-интенсивность, пропорциональная квадрату амплитуды электрического вектора электромагнитной волны.

-поляризация, определяемая изменением пространственной ориентации электрического вектора по мере распространения волны в пространстве.

-направление распространения луча света, совпадающее с направлением нормали к волновому фронту (при отсутствии явления двойного лучепреломления)

Дата добавления: 2014-11-20