Довжина́ хви́лі — характеристика періодичної хвилі, що позначає найменшу відстань між точками простору, в яких хвиля має однакову фазу. Крива на представленому малюнку може розглядатися, наприклад, як миттєвий знімок збурень у струні, коли відхилення точок струни від стану рівноваги задається виразом
Довжина хвилі | |
Розмірність | |
---|---|
Символ величини (LaTeX) | |
Нотація | лямбда |
Рекомендована одиниця вимірювання | м[1][2] |
Довжина хвилі у Вікісховищі |
- .
Тут , де — фазова швидкість хвилі, а — кругова частота.
Довжина хвилі зазвичай позначається грецькою літерою λ. Ця характеристика хвилі однозначно зв'язана з величиною хвильового числа k
- .
Порівняння двох виразів для хвильового числа вказує на залежність довжини хвилі від частоти. Для згаданого випадку хвиль в струні фазова швидкість є постійною величиною. Тому в струні хвилі різних частот (довжин хвиль) поширюються з однаковою швидкістю. В багатьох випадках при вивченні хвиль їхня фазова швидкість виявляється залежною від частоти. Це явище називають дисперсією. Співвідношення, що задає зв'язок між фазовою швидкістю і частотою називається законом дисперсії, або дисперсійним рівнянням.
Часто залежність між частотою і довжиною хвилі обернено-пропорційна. У таких випадках швидкість розповсюдження хвилі фіксована й не залежить від частоти. Наприклад, для електромагнітної хвилі у вакуумі
де c — швидкість світла.
Аналогічно, для звукових хвиль
де s — швидкість звуку.
При переході хвилі з одного середовища в інше довжина хвилі змінюється, на відміну від частоти, яка залишається сталою. Електромагнітні хвилі в середовищі зазвичай характеризуються приведеною довжиною хвилі, тобто довжиною, яку хвиля мала б у вакуумі.
Синусоїдні хвилі
В [en] середовищі, будь-яку форму хвилі можна описати в термінах незалежного поширення синусоїдних компонентів. Довжина хвилі λ синусоїдної хвилі, що рухається із постійною швидкістю v задається як
де v це величина фазової швидкості) хвилі, а f це її частота. В дисперсивному середовищі, фазова швидкість залежить від частоти хвилі, що робить зв'язок між довжиною хвилі і частотою нелінійним.
У випадку з Електромагнітним випромінюванням — таким як світло — у вільному просторі, фазова швидкість дорівнює швидкості світла, що є близькою 3×108 м/сек. Таким чином довжина хвилі 100 МГц електромагнітної (радіо) хвилі становить близько: 3×108 м/сек розділене на 108 Гц = 3 метри. Довжина хвиль видимого світла варіюється від темно червоного, що має довжину хвилі приблизно в 700 нм, до фіолетового, приблизно 400 нм (інші приклади див. електромагнітний спектр).
Для (звукових хвиль) в повітрі, Швидкість звуку становить 343 м/сек (в при нормальних умовах температури і атмосферного тиску). Людський слух може сприймати довжини хвиль звукових частот (20 Гц–20 кГц) будуть знаходитися в межах приблизно від 17 м до 17 мм, відповідно. Зверніть увагу, що довжини хвиль чутного звуку набагато довші за довжини хвиль видимого світла.
Стояча хвиля
Стояча хвиля це хвилеподібний рух, який залишається на одному місці. Синусоїдальна стояча хвиля має стаціонарні точки, де рух не відбувається, які називаються [en], а довжина хвилі вдвічі більша за відстань між вузлами.
На верхньому малюнку показано три стоячі хвилі у коробці. Стінки коробки зроблені так, що хвиля повинна мати вузли на стінках цієї коробки (приклад крайових умов), це визначає які довжини хвиль потрібні. Наприклад, для електромагнітної хвилі, якщо коробка має ідеальні металеві стінки, умови для появи вузлів на стінках виникають тому що металеві стінки не можуть підтримувати тангенціальне електричне поле, що приводить до того, що хвиля має нульову амплітуду на стінках.
Стаціонарну хвилю можна розглядати як суму двох синусоїдних хвиль, що поширюються із протилежно направленими швидкостями. Таким чином, довжина хвилі, період і швидкість хвилі пов'язані так само як і для біжучої хвилі. Наприклад, (швидкість світла) можна визначити за допомогою спостереження за стоячими хвилями в металевій коробці в якій знаходиться ідеальний вакуум.
Математичне представлення
Рухомі синусоїдні хвилі часто задають математично через їх швидкість v (в напрямі осі x), частоту f і довжину хвилі λ наступним чином:
де y це значення хвилі в будь-якій точці позиції x, при часі t, і A задає амплітуду хвилі. Також, їх часто задають в термінах хвильового числа k (кількість довжин хвилі, що поміщаються в 2π одиниць довжини) і кутової частоти ω (2π помножене на частоту) як:
де довжина хвилі і хвильове число пов'язані до швидкості і частоти наступним чином:
або
У другому виразі рівняння, що наведене вище, фаза (kx − ωt) часто узагальнена до виразу (k•r − ωt), що замінює хвильове число k на хвильовий вектор, який задає напрям та хвильове число для плоскої хвилі у тривимірному просторі, параметризоване за допомогою вектора позиції r. В такому випадку, хвильове число k, магнітуда k, досі залишаються у тому самому співвідношенні із довжиною хвилі як було показаному вище, де v інтерпретують як скалярну швидкість, напрям якої задає хвильовий вектор. Перша форма в якій використовується відповідна довжина хвилі в фазі, не так легко узагальнюється до задавання хвилі в довільному напрямку.
Також використовують узагальнення до синусоїд з іншими фазами, а також до комплексних експонент; див плоска хвиля. Загальноприйняте використання косинусної фази замість синусної фази при описанні хвилі основане на тому, що косинус є дійсною частиною комплексної експоненти для хвилі
Загальне середовище
Швидкість хвилі залежить від середовища в якому вона поширюється. Зокрема, швидкість світла в середовищі є меншою ніж у вакуумі, це означає, що та сама частота буде відповідати меншій довжині хвилі у середовищі, ніж у вакуумі, як показано на малюнку праворуч.
Ця зміна швидкості при входженні в середовище призводить до заломлення, тобто до зміни напрямку руху хвиль, які зустрічають перехід між середовищами під кутом. Для електромагнітних хвиль, ця зміна кута поширення описується законом Снеліуса.
Не тільки швидкість хвилі в одному середовищі, може відрізнятися від швидкості в іншому середовищі, а швидкість як правило змінюється із довжиною хвилі. В результаті, зміна напряму при вході в інше середовище відбувається зі зміною довжини хвилі.
Для електромагнітних хвиль швидкість поширення у середовищі визначається його показником заломлення відповідно до
де c це швидкість світла у вакуумі, а n(λ0) це показник заломлення середовища для довжини хвилі λ0, де остання вимірюється у вакуумі, а не в середовищі. Відповідна довжина хвилі у середовищі становить
Якщо вказують довжини хвиль електромагнітного випромінення, як правило вказують значення довжини хвилі у вакуумі, якщо явно не визначено, що це довжина хвилі у певному середовищі. В акустиці, де середовище є необхідним для існування хвиль, довжина хвилі вказується для відповідного зазначеного середовища.
Зміна швидкості світла із довжиною хвилі називається дисперсією, це явище також можна спостерігати при проходженні світла через [en], коли світло розділяється на складові кольори. Розділення на кольори відбувається коли показник заломлення в середині призми змінюється для різної довжини хвилі, тож хвилі із різною довжиною в середині призми поширюються із різною швидкістю, що змушує їх заломлюватися під різними кутами. Математичний закон, який описує як швидкість світла в середовищі змінюється із його довжиною хвилі відомий як закон дисперсії.
Неоднорідне середовище
Довжина хвилі може бути корисним поняттям, навіть якщо хвиля не періодична у просторі. Наприклад, океанські хвилі, які наближуються до берега, показані на малюнку, мають різну локальну довжину хвилі, яка частково залежить від глибини морського дна у співвідношенні до висоти хвилі. Аналіз цих хвиль може засновуватися на порівнянні локальної довжини хвилі із локальною глибиною води.
Хвилі, синусоїдні у часі, але поширювані через середовище, властивості якого змінюються із положенням у ньому (неоднорідне середовище), можуть поширюватися зі швидкістю, яка також буде змінюватися із положенням, і таким чином не будуть синусоїдними у просторі. Приклад показано на малюнку праворуч. З тим як хвиля сповільнюється, довжина хвилі стає меншою, а амплітуда зростає; після проходження місця максимального відгуку, короткі хвилі викликають високі втрати і зрештою хвиля згасає.
Аналіз диференційних рівнянь, що описують такі системи часто проводять наближеними методами, такими як метод наближення ВКБ (що також відомий як метод Ліувілля–Гріна). Метод інтегрує фазу у просторі рішення, що є функцією часу і простору, використовуючи локальне хвильове число, яке можна розуміти як відповідник «локальної довжини хвилі». Цей метод розглядає систему локально, так ніби вона є однорідною із деякими локальними властивостями; зокрема, локальна швидкість хвилі пов'язана із частотою є єдиною необхідною інформацією для оцінки відповідного хвильового числа або довжини хвилі. Крим того, метод обчислює повільну зміну амплітуди аби узгодити інші обмеження рівнянь фізичної системи, такі як для визначення збереження енергії у хвилі.
Кристали
Хвилі в кристалічних твердих тілах не є неперервними, оскільки вони утворені вібрацією дискретних частинок, що організовані у регулярні решітки. Це створює аліасинг, оскільки одна і та однакову вібрацію, можна розглядати як таку, що має різні довжини хвиль, як показано на малюнку. Описувати це використовуючи більше ніж одну із цих частот було б надмірним; як правило обирають найдовшу довжину хвилі що відповідає цьому явищу. Діапазон довжин хвиль, якого достатньо аби надати опис усіх можливих хвиль в кристалічному середовищі відповідає векторам хвилі, що прив'язані до зони Бріллюена.
Ця невизначеність довжини хвилі у твердих тілах є важливою для аналізу хвильових явищ, таких як енергетичні смуги та коливання решітки. Математично це еквівалентне аліасингу сигналу, який представлено у дискретних інтервалах.
Загальні форми хвиль
Поняття довжини хвилі як правило застосовують до синусоїдних, або близьких до синусоїдних, хвиль, оскільки в лінійній системі синусоїда це унікальна форма, яка поширюється без зміни форми — змінюється лише фаза і потенційно змінюється амплітуда. Довжина хвилі (альтернативно хвильове число або хвильовий вектор) є характеристикою хвилі в просторі, яка функціонально пов'язана із частотою хвилі. Синусоїди є найпростішим варіантом біжучих хвиль, а складніші варіанти хвиль можна побудувати за допомогою суперпозиції.
Особливому випадку бездисперсійних і однорідних середовищ, хвилі відмінні від синусоїдних поширюються із незмінною формою та сталою швидкістю. В певних обставинах, хвилі із незмінною формою можуть зустрічатися у нелінійних середовищах; наприклад, на малюнку показані океанські хвилі на мілководді, які мають більш чіткі гребні і більш пологий прогин ніж у синусоїди, що є типовим для [en], біжучі хвилі, які описуються за допомогою еліптичних функцій Якобі m-го прядку, що як правило позначаються як cn(x; m).Океанічні хвилі з великою амплітудою певних форм можуть поширюватися без змін, завдяки властивостям нелінійності середовища поверхневих хвиль.
Якщо біжуча хвиля має фіксовану форму, яка повторюється в просторі або з часом, це періодична хвиля. Такі хвилі як правило вважають таким, що мають довжину хвилі, хоча вони не є синусоїдними. Як показано на малюнку, довжина хвилі вимірюється між послідовними відповідними точками форми хвилі.
Хвильовий пакет
Локалізовані хвильові пакети, «сплески» хвиль, коли кожний пакет хвиль рухається як одне ціле, знайшли застосування у багатьох областях фізики. Хвильовий пакет має огинаючу, що описує загальну амплітуду хвилі; між огинаючою, відстань між сусідніми піками іноді називають локальною довжиною хвилі. Приклад показаний на малюнку. В загальному випадку, контур хвильового пакету рухається із відмінною швидкістю ніж складові хвилі.
Якщо використати Аналіз Фур'є, хвильові пакети можна аналізувати у вигляді нескінченної суми (або інтегралу) синусоїдних хвиль із різним хвильовим числом або довжиною хвилі.
Луї де Бройль стверджував, що всі частинки із певним значенням імпульсу p мають довжину хвилі λ = h/p, де h це Стала Планка. Ця гіпотеза лягла в основу квантової механіки. У сучасний час, ці хвилі називаються хвилями де Бройля. Наприклад, електрони у дисплеях із електронно-променевою трубкою мають довжину хвилі де Бройля, що приблизно дорівнює 10−13 м. Аби уникнути того, що хвильова функція, що описує таку частинку буде поширюватися по всьому простору, Бройль запропонував використовувати хвильові пакети, аби представити частинку, яка локалізована у просторі. Поширення хвильового пакета у просторі, і розподіл хвильових чисел синусоїд, що утворюють пакет, відповідатиме невизначеності позиції частинки і імпульсу, добуток яких обмежено принципом невизначеності.
Інтерференція та дифракція
Інтерференція для двох щілин
Коли хвилі синусоїдної форми складаються між собою, вони можуть посилити одна одну (конструктивна інтерференція) або погасити одна одну (деструктивна інтерференція) в залежності від їх взаємного співвідношення фаз. Це явище можна дослідити за допомогою інтерферометра. Це простий експеримент який здійснив Томас Юнг, в якому світло проходить через дві щілини. Як показано на малюнку, світло проходить крізь щілини і відбиває світло на екрані. Шлях, який проходить світло до певної точки на екрані буде різним для кожної із щілин, і залежить від значення кута θ, який траєкторії цих шляхів утворюють з екраном. Якщо ми розмістили екран досить далеко від щілин (так що, s є великою відстанню відносно відстані d, на яку рознесені щілини), тоді ці шляхи будуть приблизно паралельними, і різниця шляхів буде просто дорівнювати d sin θ. Відповідно, умова для конструктивної інтерференції буде наступною:
де m це ціле число, а умова для деструктивної інтерференції буде наступна:
Таким чином, якщо відома довжина хвилі даного світла, рознесення щілин можна визначити із утвореного візерунка або смужок, і навпаки.
Для декількох щілин, візерунок буде наступним
де q задає кількість щілин, а g — стала дифракційної ґратки. Перший фактор, I1, є результатом для однієї щілини.
Дифракція із однією щілиною
Поняття різниці шляхів і конструктивної та деструктивної інтерференції описані вище для умови з двома щілинами застосовується також і для дослідження світла, що проходить крізь одну щілину і відбиває слід на екрані. Основним результатом цієї інтерференції є розподілення світла через вузьку щілину у більш широке зображення на екрані. Це розсіяне розподілення енергії хвилі називають дифракцією.
В залежності від відстані між джерелом та екраном, розрізняють два типи дифракції: Дифракцію Фраунгофера або дифракція із далеким полем при великому віднесенні і Дифракцію Френеля або дифракцію близького поля і близькому віднесенні.
При аналізі дифракції із однією щілиною враховують не нульову ширину щілини, а кожну точку апертури приймають за джерело, що має єдиний вплив на пучок світла (вейвлети Гюйгенса). На екрані, світло, що проходить шлях від кожної точки в щілині має різну довжину шляху, хоча й дуже невелику різницю. Отже, як наслідок, виникає інтерференція.
У дифракційному візерунку Фраунгофера, досить далеко віднесеного від щілини, застосовуючи малокутове наближення, розподілення інтенсивності S співвідноситься із позицією x через квадрат функції sinc:
- де
де L це ширина щілини, R це відстань від отриманого візерунка (на екрані) до щілини, а λ довжина хвилі застосованого світла. Функція S має нулі, там де u це не нульове ціле число, і при тих значеннях x, із довжиною хвилі в пропорції із відстанню віднесення.
Обмеження роздільної здатності дифракції
Дифракція є основним обмеженням роздільної здатності оптичних інструментів, таких як телескопи (в тому числі радіотелескопів) та мікроскопи. Для кругової апертури, точка зображення обмежена дифракцією відома як диск Ейрі; відстань x в формулі дифракції з однією щілиною заміняються радіальною відстанню r, а синус заміняється на 2J1, де J1 — функція Бесселя першого порядку.
Просторовий розмір об'єкті, які можливо розрізнити при спостереженні за допомогою мікроскопа обмежений критерієм Релея, тобто співвідношенням радіуса першого затемнення диску Ейрі, до розміру пропорційному довжині хвилі світла, яке використовується і залежить від [en]:
де числова апертура визначена як для кута θ, який є половиною кута конуса променів, що приймаються об'єктивом мікроскопа.
Кутовий розмір центральної яскравої ділянки (радіус до першого затемнення диску Ейрі) зображення, що зазнала дії дифракції кругової апертури, є мірою, яку як правило використовують для телескопів та камер, і дорівнює:
де λ це довжина хвилі для тих хвиль які необхідно зобразити, D це діаметр вхідної зіниці системи зображення, що вказується в тих самих одиницях, і кутова роздільна здатність δ в радіанах.
Як і інші дифракційні візерунки, цей візерунок масштабується в залежності від довжини хвилі, тож менша довжина хвилі дозволяє мати вищу роздільну здатність.
Субхвильова довжина
Термін субхвильова довжина (англ. subwavelength) використовується для опису об'єкта, який взаємодіє із хвилею, і має розмір в один або декілька вимірів менший ніж довжина хвилі. Наприклад, термін [en] означає оптоволокно, діаметр якого менший ніж довжина хвилі світла, що проходить по ньому.
Субхвильовою частинкою є частинка, яка менша ніж довжина хвилі світла з яким вона взаємодіє (див. Релеївське розсіювання світла). Субхвильова апертура, це отвір менший ніж довжина хвилі світла, який проходить через нього. Такі конструкції мають своє застосування у [en], і [en], серед усіх інших областей фототоніки.
Субхвильова довжина може також означати явище пов'язане із субхвильовими об'єктами; наприклад, [en].
Кутова довжина хвилі
Величина, що пов'язана із довжиною хвилі — кутова довжина хвилі (що також відома як зменшена довжина хвилі), як правило позначається як ƛ (лямбда із рисочкою). Вона дорівнює «повній» довжині хвилі, що «зменшена» на коефіцієнт 2π (ƛ = λ/2π). Вона як правило зустрічається в квантовій механіці, де використовується у поєднанні із скороченою сталою Планка (позначається ħ) і кутовою частотою (позначається символом ω) або кутовим хвильовим числом (символ k).
Див. також
Примітки
- 3-19 // Quantities and units — Part 3: Space and time, Grandeurs et unités — Partie 3: Espace et temps — 2 — ISO, 2019. — 11 p.
- 3-17.a // Quantities and units—Part 3: Space and time — 1 — ISO, 2006. — 19 p.
- ДСТУ 2755-94 Фізична оптика. Терміни, визначення та літерні позначення основних величин.
- David C. Cassidy; Gerald James Holton; Floyd James Rutherford (2002). . Birkhäuser. с. 339 ff. ISBN . Архів оригіналу за 8 лютого 2017. Процитовано 5 лютого 2019.
- John Avison (1999). . Nelson Thornes. с. 460. ISBN . Архів оригіналу за 12 лютого 2020. Процитовано 6 лютого 2019.
- Raymond T. Pierrehumbert (2010). . Cambridge University Press. с. 327. ISBN . Архів оригіналу за 10 лютого 2020. Процитовано 9 лютого 2019.
- Paul R Pinet (2009). . с. 242. ISBN . Архів оригіналу за 9 лютого 2020. Процитовано 9 лютого 2019.
- Bishwanath Chakraborty (2007). . New Age International. с. 454. ISBN . Архів оригіналу за 11 лютого 2020. Процитовано 9 лютого 2019.
- Jeffrey A. Hogan & Joseph D. Lakey (2005). . Birkhäuser. с. 348. ISBN . Архів оригіналу за 24 січня 2020. Процитовано 9 лютого 2019.
- See Figure 4.20 in A. Putnis (1992). . Cambridge University Press. с. 97. ISBN . Архів оригіналу за 11 лютого 2020. Процитовано 9 лютого 2019. and Figure 2.3 in Martin T. Dove (1993). (вид. 4th). Cambridge University Press. с. 22. ISBN . Архів оригіналу за 14 лютого 2020. Процитовано 9 лютого 2019.
- Manijeh Razeghi (2006). (вид. 2nd). Birkhäuser. с. 165 ff. ISBN . Архів оригіналу за 11 лютого 2020. Процитовано 9 лютого 2019.
- See Lord Rayleigh (1890). Wave theory. Encyclopædia Britannica (вид. 9th). The Henry G Allen Company. с. 422.
- Valery N. Pilipchuk (2010). Figure 4.4: Transition from quasi-harmonic to cnoidal wave. . Springer. с. 127. ISBN . Архів оригіналу за 13 лютого 2020. Процитовано 10 лютого 2019.
- Andrei Ludu (2012). §18.3 Special functions. (вид. 2nd). Springer. с. 469 ff. ISBN . Архів оригіналу за 14 лютого 2020. Процитовано 10 лютого 2019.
- Alfred Osborne (2010). Chapter 1: Brief history and overview of nonlinear water waves. . Academic Press. с. 3 ff. ISBN . Архів оригіналу за 13 лютого 2020. Процитовано 10 лютого 2019.
- Alexander McPherson (2009). Waves and their properties. (вид. 2). Wiley. с. 77. ISBN . Архів оригіналу за 3 лютого 2020. Процитовано 10 лютого 2019.
- Eric Stade (2011). . John Wiley & Sons. с. 1. ISBN . Архів оригіналу за 12 лютого 2020. Процитовано 10 лютого 2019.
- Peter R. Holland (1995). . Cambridge University Press. с. 160. ISBN . Архів оригіналу за 26 січня 2020. Процитовано 15 лютого 2019.
- Jeffery Cooper (1998). . Springer. с. 272. ISBN . Архів оригіналу за 15 лютого 2020. Процитовано 15 лютого 2019.
The local wavelength λ of a dispersing wave is twice the distance between two successive zeros. ... the local wavelength and the local wave number k are related by k = 2π / λ.
- A. T. Fromhold (1991). Wave packet solutions. (вид. Reprint of Academic Press 1981). Courier Dover Publications. с. 59 ff. ISBN . Архів оригіналу за 31 січня 2020. Процитовано 15 лютого 2019.
(p. 61) ... the individual waves move more slowly than the packet and therefore pass back through the packet as it advances
- See, for example, Figs. 2.8–2.10 in Joy Manners (2000). Heisenberg's uncertainty principle. . CRC Press. с. 53—56. ISBN . Архів оригіналу за 7 квітня 2021. Процитовано 15 лютого 2019.
- Ming Chiang Li (1980). Electron Interference. У L. Marton; Claire Marton (ред.). . Т. 53. Academic Press. с. 271. ISBN . Архів оригіналу за 17 лютого 2020. Процитовано 15 лютого 2019.
- Greenfield Sluder & David E. Wolf (2007). IV. Young's Experiment: Two-Slit Interference. (вид. 3rd). Academic Press. с. 15. ISBN . Архів оригіналу за 24 січня 2020. Процитовано 16 лютого 2019.
- Halliday, Resnick, Walker (2008). §35-4 Young's interference experiment. (вид. Extended 8th). Wiley-India. с. 965. ISBN . Архів оригіналу за 13 лютого 2020. Процитовано 16 лютого 2019.
{{}}
: Назва URL містить вбудоване вікіпосилання () - Kordt Griepenkerl (2002). §9.8.2 Diffraction by a grating. У John W Harris; Walter Benenson; Horst Stöcker; Holger Lutz (ред.). . Springer. с. 307 ff. ISBN . Архів оригіналу за 14 лютого 2020. Процитовано 16 лютого 2019.
- John C. Stover (1995). (вид. 2nd). SPIE Press. с. 64. ISBN . Архів оригіналу за 3 лютого 2020. Процитовано 16 лютого 2019.
- Graham Saxby (2002). Diffraction limitation. . CRC Press. с. 57. ISBN . Архів оригіналу за 11 лютого 2020. Процитовано 16 лютого 2019.
- Grant R. Fowles (1989). . Courier Dover Publications. с. 117—120. ISBN . Архів оригіналу за 12 лютого 2020. Процитовано 16 лютого 2019.
- James B. Pawley (1995). (вид. 2nd). Springer. с. 112. ISBN . Архів оригіналу за 13 лютого 2020. Процитовано 16 лютого 2019.
- Ray N. Wilson (2004). . Springer. с. 302. ISBN . Архів оригіналу за 14 лютого 2020. Процитовано 16 лютого 2019.
Джерела
- Грінченко В. Т., Вовк І. В., Маципура В. Т. Основи акустики. — К.: Наукова думка, 2007. — 640 с. — .
- Біленко І. І. Фізичний словник. — К. : Вища школа, 1979. — 336 с.
Це незавершена стаття з фізики. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Dovzhina hvi li harakteristika periodichnoyi hvili sho poznachaye najmenshu vidstan mizh tochkami prostoru v yakih hvilya maye odnakovu fazu Kriva na predstavlenomu malyunku mozhe rozglyadatisya napriklad yak mittyevij znimok zburen u struni koli vidhilennya tochok struni vid stanu rivnovagi zadayetsya virazomDovzhina hvili source source source source source source source source RozmirnistL displaystyle mathsf L Simvol velichini LaTeX l displaystyle lambda NotaciyalyambdaRekomendovana odinicya vimiryuvannyam 1 2 Dovzhina hvili u VikishovishiW Asin kx wt displaystyle W A sin kx omega t Tut k wv displaystyle k frac omega v de v displaystyle v fazova shvidkist hvili a w displaystyle omega krugova chastota Dovzhina hvili zazvichaj poznachayetsya greckoyu literoyu l Cya harakteristika hvili odnoznachno zv yazana z velichinoyu hvilovogo chisla k k 2pl displaystyle k frac 2 pi lambda Porivnyannya dvoh viraziv dlya hvilovogo chisla vkazuye na zalezhnist dovzhini hvili vid chastoti Dlya zgadanogo vipadku hvil v struni fazova shvidkist c displaystyle c ye postijnoyu velichinoyu Tomu v struni hvili riznih chastot dovzhin hvil poshiryuyutsya z odnakovoyu shvidkistyu V bagatoh vipadkah pri vivchenni hvil yihnya fazova shvidkist viyavlyayetsya zalezhnoyu vid chastoti Ce yavishe nazivayut dispersiyeyu Spivvidnoshennya sho zadaye zv yazok mizh fazovoyu shvidkistyu i chastotoyu nazivayetsya zakonom dispersiyi abo dispersijnim rivnyannyam Chasto zalezhnist mizh chastotoyu i dovzhinoyu hvili oberneno proporcijna U takih vipadkah shvidkist rozpovsyudzhennya hvili fiksovana j ne zalezhit vid chastoti Napriklad dlya elektromagnitnoyi hvili u vakuumi w 2pcl displaystyle omega frac 2 pi c lambda de c shvidkist svitla Analogichno dlya zvukovih hvil w 2psl displaystyle omega frac 2 pi s lambda de s shvidkist zvuku Pri perehodi hvili z odnogo seredovisha v inshe dovzhina hvili zminyuyetsya na vidminu vid chastoti yaka zalishayetsya staloyu Elektromagnitni hvili v seredovishi zazvichaj harakterizuyutsya privedenoyu dovzhinoyu hvili tobto dovzhinoyu yaku hvilya mala b u vakuumi Sinusoyidni hviliV en seredovishi bud yaku formu hvili mozhna opisati v terminah nezalezhnogo poshirennya sinusoyidnih komponentiv Dovzhina hvili l sinusoyidnoyi hvili sho ruhayetsya iz postijnoyu shvidkistyu v zadayetsya yak l vf displaystyle lambda frac v f de v ce velichina fazovoyi shvidkosti hvili a f ce yiyi chastota V dispersivnomu seredovishi fazova shvidkist zalezhit vid chastoti hvili sho robit zv yazok mizh dovzhinoyu hvili i chastotoyu nelinijnim U vipadku z Elektromagnitnim viprominyuvannyam takim yak svitlo u vilnomu prostori fazova shvidkist dorivnyuye shvidkosti svitla sho ye blizkoyu 3 108 m sek Takim chinom dovzhina hvili 100 MGc elektromagnitnoyi radio hvili stanovit blizko 3 108 m sek rozdilene na 108 Gc 3 metri Dovzhina hvil vidimogo svitla variyuyetsya vid temno chervonogo sho maye dovzhinu hvili priblizno v 700 nm do fioletovogo priblizno 400 nm inshi prikladi div elektromagnitnij spektr Dlya zvukovih hvil v povitri Shvidkist zvuku stanovit 343 m sek v pri normalnih umovah temperaturi i atmosfernogo tisku Lyudskij sluh mozhe sprijmati dovzhini hvil zvukovih chastot 20 Gc 20 kGc budut znahoditisya v mezhah priblizno vid 17 m do 17 mm vidpovidno Zvernit uvagu sho dovzhini hvil chutnogo zvuku nabagato dovshi za dovzhini hvil vidimogo svitla Stoyacha hvilya Sinusoyidni stoyachi hvili v korobci sho obmezhuye krajni tochki hvili yaki v rezultati stayut vuzlami sho ye cilimi chastinami polovini dovzhini hvil yaki zbigayutsya z korobkoyu Stoyacha hvilya chornim kolorom pokazana yak suma dvoh hvil sho poshiryuyutsya u protilezhnih napryamkah chervonim i sinim kolorami Stoyacha hvilya ce hvilepodibnij ruh yakij zalishayetsya na odnomu misci Sinusoyidalna stoyacha hvilya maye stacionarni tochki de ruh ne vidbuvayetsya yaki nazivayutsya en a dovzhina hvili vdvichi bilsha za vidstan mizh vuzlami Na verhnomu malyunku pokazano tri stoyachi hvili u korobci Stinki korobki zrobleni tak sho hvilya povinna mati vuzli na stinkah ciyeyi korobki priklad krajovih umov ce viznachaye yaki dovzhini hvil potribni Napriklad dlya elektromagnitnoyi hvili yaksho korobka maye idealni metalevi stinki umovi dlya poyavi vuzliv na stinkah vinikayut tomu sho metalevi stinki ne mozhut pidtrimuvati tangencialne elektrichne pole sho privodit do togo sho hvilya maye nulovu amplitudu na stinkah Stacionarnu hvilyu mozhna rozglyadati yak sumu dvoh sinusoyidnih hvil sho poshiryuyutsya iz protilezhno napravlenimi shvidkostyami Takim chinom dovzhina hvili period i shvidkist hvili pov yazani tak samo yak i dlya bizhuchoyi hvili Napriklad shvidkist svitla mozhna viznachiti za dopomogoyu sposterezhennya za stoyachimi hvilyami v metalevij korobci v yakij znahoditsya idealnij vakuum Matematichne predstavlennya Ruhomi sinusoyidni hvili chasto zadayut matematichno cherez yih shvidkist v v napryami osi x chastotu f i dovzhinu hvili l nastupnim chinom y x t Acos 2p xl ft Acos 2pl x vt displaystyle y x t A cos left 2 pi left frac x lambda ft right right A cos left frac 2 pi lambda x vt right de y ce znachennya hvili v bud yakij tochci poziciyi x pri chasi t i A zadaye amplitudu hvili Takozh yih chasto zadayut v terminah hvilovogo chisla k kilkist dovzhin hvili sho pomishayutsya v 2p odinic dovzhini i kutovoyi chastoti w 2p pomnozhene na chastotu yak y x t Acos kx wt Acos k x vt displaystyle y x t A cos left kx omega t right A cos left k x vt right de dovzhina hvili i hvilove chislo pov yazani do shvidkosti i chastoti nastupnim chinom k 2pl 2pfv wv displaystyle k frac 2 pi lambda frac 2 pi f v frac omega v abo l 2pk 2pvw vf displaystyle lambda frac 2 pi k frac 2 pi v omega frac v f U drugomu virazi rivnyannya sho navedene vishe faza kx wt chasto uzagalnena do virazu k r wt sho zaminyuye hvilove chislo k na hvilovij vektor yakij zadaye napryam ta hvilove chislo dlya ploskoyi hvili u trivimirnomu prostori parametrizovane za dopomogoyu vektora poziciyi r V takomu vipadku hvilove chislo k magnituda k dosi zalishayutsya u tomu samomu spivvidnoshenni iz dovzhinoyu hvili yak bulo pokazanomu vishe de v interpretuyut yak skalyarnu shvidkist napryam yakoyi zadaye hvilovij vektor Persha forma v yakij vikoristovuyetsya vidpovidna dovzhina hvili v fazi ne tak legko uzagalnyuyetsya do zadavannya hvili v dovilnomu napryamku Takozh vikoristovuyut uzagalnennya do sinusoyid z inshimi fazami a takozh do kompleksnih eksponent div ploska hvilya Zagalnoprijnyate vikoristannya kosinusnoyi fazi zamist sinusnoyi fazi pri opisanni hvili osnovane na tomu sho kosinus ye dijsnoyu chastinoyu kompleksnoyi eksponenti dlya hvili Aei kx wt displaystyle Ae i left kx omega t right Zagalne seredovishe Dovzhina hvili zmenshuyetsya u seredovishi iz bilsh povilnim poshirennyam hvil Zalomlennya pri vhodzhenni v seredovishe de shvidkist hvili mensha hvilya zminyuye napryam ruhu Rozdilennya koloriv svitla prizmoyu natisnit dlya animaciyi Shvidkist hvili zalezhit vid seredovisha v yakomu vona poshiryuyetsya Zokrema shvidkist svitla v seredovishi ye menshoyu nizh u vakuumi ce oznachaye sho ta sama chastota bude vidpovidati menshij dovzhini hvili u seredovishi nizh u vakuumi yak pokazano na malyunku pravoruch Cya zmina shvidkosti pri vhodzhenni v seredovishe prizvodit do zalomlennya tobto do zmini napryamku ruhu hvil yaki zustrichayut perehid mizh seredovishami pid kutom Dlya elektromagnitnih hvil cya zmina kuta poshirennya opisuyetsya zakonom Sneliusa Ne tilki shvidkist hvili v odnomu seredovishi mozhe vidriznyatisya vid shvidkosti v inshomu seredovishi a shvidkist yak pravilo zminyuyetsya iz dovzhinoyu hvili V rezultati zmina napryamu pri vhodi v inshe seredovishe vidbuvayetsya zi zminoyu dovzhini hvili Dlya elektromagnitnih hvil shvidkist poshirennya u seredovishi viznachayetsya jogo pokaznikom zalomlennya vidpovidno do v cn l0 displaystyle v frac c n lambda 0 de c ce shvidkist svitla u vakuumi a n l0 ce pokaznik zalomlennya seredovisha dlya dovzhini hvili l0 de ostannya vimiryuyetsya u vakuumi a ne v seredovishi Vidpovidna dovzhina hvili u seredovishi stanovit l l0n l0 displaystyle lambda frac lambda 0 n lambda 0 Yaksho vkazuyut dovzhini hvil elektromagnitnogo viprominennya yak pravilo vkazuyut znachennya dovzhini hvili u vakuumi yaksho yavno ne viznacheno sho ce dovzhina hvili u pevnomu seredovishi V akustici de seredovishe ye neobhidnim dlya isnuvannya hvil dovzhina hvili vkazuyetsya dlya vidpovidnogo zaznachenogo seredovisha Zmina shvidkosti svitla iz dovzhinoyu hvili nazivayetsya dispersiyeyu ce yavishe takozh mozhna sposterigati pri prohodzhenni svitla cherez en koli svitlo rozdilyayetsya na skladovi kolori Rozdilennya na kolori vidbuvayetsya koli pokaznik zalomlennya v seredini prizmi zminyuyetsya dlya riznoyi dovzhini hvili tozh hvili iz riznoyu dovzhinoyu v seredini prizmi poshiryuyutsya iz riznoyu shvidkistyu sho zmushuye yih zalomlyuvatisya pid riznimi kutami Matematichnij zakon yakij opisuye yak shvidkist svitla v seredovishi zminyuyetsya iz jogo dovzhinoyu hvili vidomij yak zakon dispersiyi Neodnoridne seredovishe Rizna lokalna dovzhina hvili vid grebnya do grebnya okeanskih hvil sho nablizhuyutsya do berega Dovzhina hvili mozhe buti korisnim ponyattyam navit yaksho hvilya ne periodichna u prostori Napriklad okeanski hvili yaki nablizhuyutsya do berega pokazani na malyunku mayut riznu lokalnu dovzhinu hvili yaka chastkovo zalezhit vid glibini morskogo dna u spivvidnoshenni do visoti hvili Analiz cih hvil mozhe zasnovuvatisya na porivnyanni lokalnoyi dovzhini hvili iz lokalnoyu glibinoyu vodi Sinusoyidna hvilya yaka ruhayetsya u neodnoridnomu prostori z vtratami Hvili sinusoyidni u chasi ale poshiryuvani cherez seredovishe vlastivosti yakogo zminyuyutsya iz polozhennyam u nomu neodnoridne seredovishe mozhut poshiryuvatisya zi shvidkistyu yaka takozh bude zminyuvatisya iz polozhennyam i takim chinom ne budut sinusoyidnimi u prostori Priklad pokazano na malyunku pravoruch Z tim yak hvilya spovilnyuyetsya dovzhina hvili staye menshoyu a amplituda zrostaye pislya prohodzhennya miscya maksimalnogo vidguku korotki hvili viklikayut visoki vtrati i zreshtoyu hvilya zgasaye Analiz diferencijnih rivnyan sho opisuyut taki sistemi chasto provodyat nablizhenimi metodami takimi yak metod nablizhennya VKB sho takozh vidomij yak metod Liuvillya Grina Metod integruye fazu u prostori rishennya sho ye funkciyeyu chasu i prostoru vikoristovuyuchi lokalne hvilove chislo yake mozhna rozumiti yak vidpovidnik lokalnoyi dovzhini hvili Cej metod rozglyadaye sistemu lokalno tak nibi vona ye odnoridnoyu iz deyakimi lokalnimi vlastivostyami zokrema lokalna shvidkist hvili pov yazana iz chastotoyu ye yedinoyu neobhidnoyu informaciyeyu dlya ocinki vidpovidnogo hvilovogo chisla abo dovzhini hvili Krim togo metod obchislyuye povilnu zminu amplitudi abi uzgoditi inshi obmezhennya rivnyan fizichnoyi sistemi taki yak dlya viznachennya zberezhennya energiyi u hvili Kristali Hvilyu u ryadku atomiv mozhna interpretuvati yak mnozhinu riznih dovzhin hvil Hvili v kristalichnih tverdih tilah ne ye neperervnimi oskilki voni utvoreni vibraciyeyu diskretnih chastinok sho organizovani u regulyarni reshitki Ce stvoryuye aliasing oskilki odna i ta odnakovu vibraciyu mozhna rozglyadati yak taku sho maye rizni dovzhini hvil yak pokazano na malyunku Opisuvati ce vikoristovuyuchi bilshe nizh odnu iz cih chastot bulo b nadmirnim yak pravilo obirayut najdovshu dovzhinu hvili sho vidpovidaye comu yavishu Diapazon dovzhin hvil yakogo dostatno abi nadati opis usih mozhlivih hvil v kristalichnomu seredovishi vidpovidaye vektoram hvili sho priv yazani do zoni Brillyuena Cya neviznachenist dovzhini hvili u tverdih tilah ye vazhlivoyu dlya analizu hvilovih yavish takih yak energetichni smugi ta kolivannya reshitki Matematichno ce ekvivalentne aliasingu signalu yakij predstavleno u diskretnih intervalah Zagalni formi hvilDiv takozh Forma hvili Majzhe periodichni hvili na milkovoddi Ponyattya dovzhini hvili yak pravilo zastosovuyut do sinusoyidnih abo blizkih do sinusoyidnih hvil oskilki v linijnij sistemi sinusoyida ce unikalna forma yaka poshiryuyetsya bez zmini formi zminyuyetsya lishe faza i potencijno zminyuyetsya amplituda Dovzhina hvili alternativno hvilove chislo abo hvilovij vektor ye harakteristikoyu hvili v prostori yaka funkcionalno pov yazana iz chastotoyu hvili Sinusoyidi ye najprostishim variantom bizhuchih hvil a skladnishi varianti hvil mozhna pobuduvati za dopomogoyu superpoziciyi Osoblivomu vipadku bezdispersijnih i odnoridnih seredovish hvili vidminni vid sinusoyidnih poshiryuyutsya iz nezminnoyu formoyu ta staloyu shvidkistyu V pevnih obstavinah hvili iz nezminnoyu formoyu mozhut zustrichatisya u nelinijnih seredovishah napriklad na malyunku pokazani okeanski hvili na milkovoddi yaki mayut bilsh chitki grebni i bilsh pologij progin nizh u sinusoyidi sho ye tipovim dlya en bizhuchi hvili yaki opisuyutsya za dopomogoyu eliptichnih funkcij Yakobi m go pryadku sho yak pravilo poznachayutsya yak cn x m Okeanichni hvili z velikoyu amplitudoyu pevnih form mozhut poshiryuvatisya bez zmin zavdyaki vlastivostyam nelinijnosti seredovisha poverhnevih hvil Dovzhina hvili z periodichnoyu ale ne sinusoyidnoyu formoyu Yaksho bizhucha hvilya maye fiksovanu formu yaka povtoryuyetsya v prostori abo z chasom ce periodichna hvilya Taki hvili yak pravilo vvazhayut takim sho mayut dovzhinu hvili hocha voni ne ye sinusoyidnimi Yak pokazano na malyunku dovzhina hvili vimiryuyetsya mizh poslidovnimi vidpovidnimi tochkami formi hvili Hvilovij paket Hvilovij paket sho poshiryuyetsya u prostoriDokladnishe Hvilovij paket Lokalizovani hvilovi paketi spleski hvil koli kozhnij paket hvil ruhayetsya yak odne cile znajshli zastosuvannya u bagatoh oblastyah fiziki Hvilovij paket maye oginayuchu sho opisuye zagalnu amplitudu hvili mizh oginayuchoyu vidstan mizh susidnimi pikami inodi nazivayut lokalnoyu dovzhinoyu hvili Priklad pokazanij na malyunku V zagalnomu vipadku kontur hvilovogo paketu ruhayetsya iz vidminnoyu shvidkistyu nizh skladovi hvili Yaksho vikoristati Analiz Fur ye hvilovi paketi mozhna analizuvati u viglyadi neskinchennoyi sumi abo integralu sinusoyidnih hvil iz riznim hvilovim chislom abo dovzhinoyu hvili Luyi de Brojl stverdzhuvav sho vsi chastinki iz pevnim znachennyam impulsu p mayut dovzhinu hvili l h p de h ce Stala Planka Cya gipoteza lyagla v osnovu kvantovoyi mehaniki U suchasnij chas ci hvili nazivayutsya hvilyami de Brojlya Napriklad elektroni u displeyah iz elektronno promenevoyu trubkoyu mayut dovzhinu hvili de Brojlya sho priblizno dorivnyuye 10 13 m Abi uniknuti togo sho hvilova funkciya sho opisuye taku chastinku bude poshiryuvatisya po vsomu prostoru Brojl zaproponuvav vikoristovuvati hvilovi paketi abi predstaviti chastinku yaka lokalizovana u prostori Poshirennya hvilovogo paketa u prostori i rozpodil hvilovih chisel sinusoyid sho utvoryuyut paket vidpovidatime neviznachenosti poziciyi chastinki i impulsu dobutok yakih obmezheno principom neviznachenosti Interferenciya ta difrakciyaInterferenciya dlya dvoh shilin Dokladnishe Interferenciya hvil Vizerunok intensivnosti svitla na ekrani koli svitlo prohodit cherez dvi shilini Napisi pravoruch vkazuyut riznicyu dovzhini shlyahu yakij zdolalo svitlo vid dvoh shilin yaki predstavleni tut yak idealni tochkovi dzherela Koli hvili sinusoyidnoyi formi skladayutsya mizh soboyu voni mozhut posiliti odna odnu konstruktivna interferenciya abo pogasiti odna odnu destruktivna interferenciya v zalezhnosti vid yih vzayemnogo spivvidnoshennya faz Ce yavishe mozhna dosliditi za dopomogoyu interferometra Ce prostij eksperiment yakij zdijsniv Tomas Yung v yakomu svitlo prohodit cherez dvi shilini Yak pokazano na malyunku svitlo prohodit kriz shilini i vidbivaye svitlo na ekrani Shlyah yakij prohodit svitlo do pevnoyi tochki na ekrani bude riznim dlya kozhnoyi iz shilin i zalezhit vid znachennya kuta 8 yakij trayektoriyi cih shlyahiv utvoryuyut z ekranom Yaksho mi rozmistili ekran dosit daleko vid shilin tak sho s ye velikoyu vidstannyu vidnosno vidstani d na yaku rozneseni shilini todi ci shlyahi budut priblizno paralelnimi i riznicya shlyahiv bude prosto dorivnyuvati d sin 8 Vidpovidno umova dlya konstruktivnoyi interferenciyi bude nastupnoyu dsin 8 ml displaystyle d sin theta m lambda de m ce cile chislo a umova dlya destruktivnoyi interferenciyi bude nastupna dsin 8 m 1 2 l displaystyle d sin theta m 1 2 lambda Takim chinom yaksho vidoma dovzhina hvili danogo svitla roznesennya shilin mozhna viznachiti iz utvorenogo vizerunka abo smuzhok i navpaki Dlya dekilkoh shilin vizerunok bude nastupnim Iq I1sin2 qpgsin al sin2 pgsin al displaystyle I q I 1 sin 2 left frac q pi g sin alpha lambda right sin 2 left frac pi g sin alpha lambda right de q zadaye kilkist shilin a g stala difrakcijnoyi gratki Pershij faktor I1 ye rezultatom dlya odniyeyi shilini Difrakciya iz odniyeyu shilinoyu Dokladnishe Difrakciya Vizerunok difrakciyi dlya dvoh shilin maye obvidnu yak u vipadku z odniyeyu shilinoyu Ponyattya riznici shlyahiv i konstruktivnoyi ta destruktivnoyi interferenciyi opisani vishe dlya umovi z dvoma shilinami zastosovuyetsya takozh i dlya doslidzhennya svitla sho prohodit kriz odnu shilinu i vidbivaye slid na ekrani Osnovnim rezultatom ciyeyi interferenciyi ye rozpodilennya svitla cherez vuzku shilinu u bilsh shiroke zobrazhennya na ekrani Ce rozsiyane rozpodilennya energiyi hvili nazivayut difrakciyeyu V zalezhnosti vid vidstani mizh dzherelom ta ekranom rozriznyayut dva tipi difrakciyi Difrakciyu Fraungofera abo difrakciya iz dalekim polem pri velikomu vidnesenni i Difrakciyu Frenelya abo difrakciyu blizkogo polya i blizkomu vidnesenni Pri analizi difrakciyi iz odniyeyu shilinoyu vrahovuyut ne nulovu shirinu shilini a kozhnu tochku aperturi prijmayut za dzherelo sho maye yedinij vpliv na puchok svitla vejvleti Gyujgensa Na ekrani svitlo sho prohodit shlyah vid kozhnoyi tochki v shilini maye riznu dovzhinu shlyahu hocha j duzhe neveliku riznicyu Otzhe yak naslidok vinikaye interferenciya U difrakcijnomu vizerunku Fraungofera dosit daleko vidnesenogo vid shilini zastosovuyuchi malokutove nablizhennya rozpodilennya intensivnosti S spivvidnositsya iz poziciyeyu x cherez kvadrat funkciyi sinc S u sinc2 u sin pupu 2 displaystyle S u mathrm sinc 2 u left frac sin pi u pi u right 2 de u xLlR displaystyle u frac xL lambda R de L ce shirina shilini R ce vidstan vid otrimanogo vizerunka na ekrani do shilini a l dovzhina hvili zastosovanogo svitla Funkciya S maye nuli tam de u ce ne nulove cile chislo i pri tih znachennyah x iz dovzhinoyu hvili v proporciyi iz vidstannyu vidnesennya Obmezhennya rozdilnoyi zdatnosti difrakciyi Dokladnishe Rozdilna zdatnist optika Difrakciya ye osnovnim obmezhennyam rozdilnoyi zdatnosti optichnih instrumentiv takih yak teleskopi v tomu chisli radioteleskopiv ta mikroskopi Dlya krugovoyi aperturi tochka zobrazhennya obmezhena difrakciyeyu vidoma yak disk Ejri vidstan x v formuli difrakciyi z odniyeyu shilinoyu zaminyayutsya radialnoyu vidstannyu r a sinus zaminyayetsya na 2J1 de J1 funkciya Besselya pershogo poryadku Prostorovij rozmir ob yekti yaki mozhlivo rozrizniti pri sposterezhenni za dopomogoyu mikroskopa obmezhenij kriteriyem Releya tobto spivvidnoshennyam radiusa pershogo zatemnennya disku Ejri do rozmiru proporcijnomu dovzhini hvili svitla yake vikoristovuyetsya i zalezhit vid en rAiry 1 22l2NA displaystyle r Airy 1 22 frac lambda 2 mathrm NA de chislova apertura viznachena yak NA nsin 8 displaystyle mathrm NA n sin theta dlya kuta 8 yakij ye polovinoyu kuta konusa promeniv sho prijmayutsya ob yektivom mikroskopa Kutovij rozmir centralnoyi yaskravoyi dilyanki radius do pershogo zatemnennya disku Ejri zobrazhennya sho zaznala diyi difrakciyi krugovoyi aperturi ye miroyu yaku yak pravilo vikoristovuyut dlya teleskopiv ta kamer i dorivnyuye d 1 22lD displaystyle delta 1 22 frac lambda D de l ce dovzhina hvili dlya tih hvil yaki neobhidno zobraziti D ce diametr vhidnoyi zinici sistemi zobrazhennya sho vkazuyetsya v tih samih odinicyah i kutova rozdilna zdatnist d v radianah Yak i inshi difrakcijni vizerunki cej vizerunok masshtabuyetsya v zalezhnosti vid dovzhini hvili tozh mensha dovzhina hvili dozvolyaye mati vishu rozdilnu zdatnist Subhvilova dovzhinaTermin subhvilova dovzhina angl subwavelength vikoristovuyetsya dlya opisu ob yekta yakij vzayemodiye iz hvileyu i maye rozmir v odin abo dekilka vimiriv menshij nizh dovzhina hvili Napriklad termin en oznachaye optovolokno diametr yakogo menshij nizh dovzhina hvili svitla sho prohodit po nomu Subhvilovoyu chastinkoyu ye chastinka yaka mensha nizh dovzhina hvili svitla z yakim vona vzayemodiye div Releyivske rozsiyuvannya svitla Subhvilova apertura ce otvir menshij nizh dovzhina hvili svitla yakij prohodit cherez nogo Taki konstrukciyi mayut svoye zastosuvannya u en i en sered usih inshih oblastej fototoniki Subhvilova dovzhina mozhe takozh oznachati yavishe pov yazane iz subhvilovimi ob yektami napriklad en Kutova dovzhina hviliZv yazok mizh dovzhinoyu hvili kutovoyu dovzhinoyu hvili ta inshimi vlastivostyami hvili t ye alternativnim virazom dlya oznachennya 2p Velichina sho pov yazana iz dovzhinoyu hvili kutova dovzhina hvili sho takozh vidoma yak zmenshena dovzhina hvili yak pravilo poznachayetsya yak ƛ lyambda iz risochkoyu Vona dorivnyuye povnij dovzhini hvili sho zmenshena na koeficiyent 2p ƛ l 2p Vona yak pravilo zustrichayetsya v kvantovij mehanici de vikoristovuyetsya u poyednanni iz skorochenoyu staloyu Planka poznachayetsya ħ i kutovoyu chastotoyu poznachayetsya simvolom w abo kutovim hvilovim chislom simvol k Div takozhEmisijnij spektr Fraungoferovi liniyi Spektralna liniya Spektroskopiya SpektrPrimitki3 19 Quantities and units Part 3 Space and time Grandeurs et unites Partie 3 Espace et temps 2 ISO 2019 11 p d Track Q15028d Track Q90137277 3 17 a Quantities and units Part 3 Space and time 1 ISO 2006 19 p d Track Q15028d Track Q26711932 DSTU 2755 94 Fizichna optika Termini viznachennya ta literni poznachennya osnovnih velichin David C Cassidy Gerald James Holton Floyd James Rutherford 2002 Birkhauser s 339 ff ISBN 0 387 98756 8 Arhiv originalu za 8 lyutogo 2017 Procitovano 5 lyutogo 2019 John Avison 1999 Nelson Thornes s 460 ISBN 978 0 17 438733 6 Arhiv originalu za 12 lyutogo 2020 Procitovano 6 lyutogo 2019 Raymond T Pierrehumbert 2010 Cambridge University Press s 327 ISBN 0 521 86556 5 Arhiv originalu za 10 lyutogo 2020 Procitovano 9 lyutogo 2019 Paul R Pinet 2009 s 242 ISBN 0 7637 5993 7 Arhiv originalu za 9 lyutogo 2020 Procitovano 9 lyutogo 2019 Bishwanath Chakraborty 2007 New Age International s 454 ISBN 978 81 224 1446 2 Arhiv originalu za 11 lyutogo 2020 Procitovano 9 lyutogo 2019 Jeffrey A Hogan amp Joseph D Lakey 2005 Birkhauser s 348 ISBN 978 0 8176 4276 1 Arhiv originalu za 24 sichnya 2020 Procitovano 9 lyutogo 2019 See Figure 4 20 in A Putnis 1992 Cambridge University Press s 97 ISBN 0 521 42947 1 Arhiv originalu za 11 lyutogo 2020 Procitovano 9 lyutogo 2019 and Figure 2 3 in Martin T Dove 1993 vid 4th Cambridge University Press s 22 ISBN 0 521 39293 4 Arhiv originalu za 14 lyutogo 2020 Procitovano 9 lyutogo 2019 Manijeh Razeghi 2006 vid 2nd Birkhauser s 165 ff ISBN 0 387 28152 5 Arhiv originalu za 11 lyutogo 2020 Procitovano 9 lyutogo 2019 See Lord Rayleigh 1890 Wave theory Encyclopaedia Britannica vid 9th The Henry G Allen Company s 422 Valery N Pilipchuk 2010 Figure 4 4 Transition from quasi harmonic to cnoidal wave Springer s 127 ISBN 3642127983 Arhiv originalu za 13 lyutogo 2020 Procitovano 10 lyutogo 2019 Andrei Ludu 2012 18 3 Special functions vid 2nd Springer s 469 ff ISBN 3642228941 Arhiv originalu za 14 lyutogo 2020 Procitovano 10 lyutogo 2019 Alfred Osborne 2010 Chapter 1 Brief history and overview of nonlinear water waves Academic Press s 3 ff ISBN 0 12 528629 5 Arhiv originalu za 13 lyutogo 2020 Procitovano 10 lyutogo 2019 Alexander McPherson 2009 Waves and their properties vid 2 Wiley s 77 ISBN 0 470 18590 2 Arhiv originalu za 3 lyutogo 2020 Procitovano 10 lyutogo 2019 Eric Stade 2011 John Wiley amp Sons s 1 ISBN 1 118 16551 9 Arhiv originalu za 12 lyutogo 2020 Procitovano 10 lyutogo 2019 Peter R Holland 1995 Cambridge University Press s 160 ISBN 978 0 521 48543 2 Arhiv originalu za 26 sichnya 2020 Procitovano 15 lyutogo 2019 Jeffery Cooper 1998 Springer s 272 ISBN 0 8176 3967 5 Arhiv originalu za 15 lyutogo 2020 Procitovano 15 lyutogo 2019 The local wavelength l of a dispersing wave is twice the distance between two successive zeros the local wavelength and the local wave number k are related by k 2p l A T Fromhold 1991 Wave packet solutions vid Reprint of Academic Press 1981 Courier Dover Publications s 59 ff ISBN 0 486 66741 3 Arhiv originalu za 31 sichnya 2020 Procitovano 15 lyutogo 2019 p 61 the individual waves move more slowly than the packet and therefore pass back through the packet as it advances See for example Figs 2 8 2 10 in Joy Manners 2000 Heisenberg s uncertainty principle CRC Press s 53 56 ISBN 978 0 7503 0720 8 Arhiv originalu za 7 kvitnya 2021 Procitovano 15 lyutogo 2019 Ming Chiang Li 1980 Electron Interference U L Marton Claire Marton red T 53 Academic Press s 271 ISBN 0 12 014653 3 Arhiv originalu za 17 lyutogo 2020 Procitovano 15 lyutogo 2019 Greenfield Sluder amp David E Wolf 2007 IV Young s Experiment Two Slit Interference vid 3rd Academic Press s 15 ISBN 0 12 374025 8 Arhiv originalu za 24 sichnya 2020 Procitovano 16 lyutogo 2019 Halliday Resnick Walker 2008 35 4 Young s interference experiment vid Extended 8th Wiley India s 965 ISBN 81 265 1442 6 Arhiv originalu za 13 lyutogo 2020 Procitovano 16 lyutogo 2019 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite book title Shablon Cite book cite book a Nazva URL mistit vbudovane vikiposilannya dovidka Kordt Griepenkerl 2002 9 8 2 Diffraction by a grating U John W Harris Walter Benenson Horst Stocker Holger Lutz red Springer s 307 ff ISBN 0 387 95269 1 Arhiv originalu za 14 lyutogo 2020 Procitovano 16 lyutogo 2019 John C Stover 1995 vid 2nd SPIE Press s 64 ISBN 978 0 8194 1934 7 Arhiv originalu za 3 lyutogo 2020 Procitovano 16 lyutogo 2019 Graham Saxby 2002 Diffraction limitation CRC Press s 57 ISBN 0 7503 0734 X Arhiv originalu za 11 lyutogo 2020 Procitovano 16 lyutogo 2019 Grant R Fowles 1989 Courier Dover Publications s 117 120 ISBN 978 0 486 65957 2 Arhiv originalu za 12 lyutogo 2020 Procitovano 16 lyutogo 2019 James B Pawley 1995 vid 2nd Springer s 112 ISBN 978 0 306 44826 3 Arhiv originalu za 13 lyutogo 2020 Procitovano 16 lyutogo 2019 Ray N Wilson 2004 Springer s 302 ISBN 978 3 540 40106 3 Arhiv originalu za 14 lyutogo 2020 Procitovano 16 lyutogo 2019 DzherelaGrinchenko V T Vovk I V Macipura V T Osnovi akustiki K Naukova dumka 2007 640 s ISBN 978 966 00 0622 5 Bilenko I I Fizichnij slovnik K Visha shkola 1979 336 s Ce nezavershena stattya z fiziki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi