Монохроматическая волна
Монохроматическая волна — модель в физике, удобная для теоретического описания явлений волновой природы, означающая, что в спектр волны входит всего одна составляющая по частоте. Основные свойстваМонохроматическая волна — строго гармоническая (синусоидальная) волна с постоянными во времени частотой, амплитудой и начальной фазой. Бегущая монохроматическая волнаВектор Умова-Пойнтинга S= [ExH] — вектор, направление которого совпадает с направлением распространения энергии в электромагнитной волне, а модуль |S| равен потоку энергии. Стоячая монохроматическая волнаСтоячая монохроматическая волна — волна, формирующаяся при распространении двух плоских монохроматических электромагнитных волн одинаковой поляризации навстречу друг другу. Уравнение монохроматической волныМонохроматическая волна с фазовой скоростью v {displaystyle v} удовлетворяет уравнению ∇ 2 Ψ − 1 v 2 ∂ 2 Ψ ∂ t 2 = 0 {displaystyle abla ^{2}Psi -{frac {1}{v^{2}}}{frac {partial ^{2}Psi }{partial t^{2}}}=0} .Частное решение этого уравнения имеет вид: Ψ = u e − i ω t = u e − i ℏ E t {displaystyle Psi =ue^{-iomega t}=ue^{-{frac {i}{hbar }}Et}} ,где ω {displaystyle omega } — частота волны. В природе и техникеНа практике чисто монохроматическая волна не осуществима, так как должна была бы быть бесконечной - прежде всего, во времени. Реальные процессы излучения ограничены во времени, и поэтому под монохроматической обычно понимается волна с очень узким спектром. Чем уже интервал, в котором находятся частоты реальной волны, тем «монохроматичнее» излучение. В природе и технике наиболее близко к монохроматическому излучение отдельных линий спектров испускания свободных атомов и молекул. Эти линии соответствуют переходу атома из состояния с большей энергией в состояние с меньшей, а частоты соответствующих монохромных волн равны разнице уровней энергии, поделённой на постоянную Планка. f = ( E 1 − E 2 ) / h {displaystyle f=(E_{1}-E_{2})/h}Связанные понятияКогерентностьДве волны или несколько волн являются полностью когерентными, если частоты их одинаковы, амплитуды и разность фаз постоянны. Длина когерентности для таких волн равна бесконечности. Плоскость поляризации — плоскость, задаваемая вектором напряжённости электрического поля E и вектором, указывающим направление распространения электромагнитной волны. |