Danas ćemo razgovarati o biti takvog optičkog fenomena kao što je monokromatski val. Razmotrite vrlo detaljno svojstva svjetlosnih vibracija i elektromagnetsku ljestvicu.
Ova su četiri sastojka savršen receptlijepo se odmorite. Ali sada ne govorimo o ljetnim praznicima, već o fizici. Svjetlost, vjetar, površina vode i pijeska imaju jedno zajedničko - vibracije. Slučaj vjetra je poseban: oscilacije se ne događaju gore-dolje - već je riječ o promjeni gustoće prema tipu "zgušnjavanja rijetkosti". A kad osoba osjeti dodir laganog povjetarca na licu, tada ovaj gušći dio Zemljine atmosfere zraka poprima razrijeđenije stanje, ispuštajući višak mase u područje nižeg tlaka.
S morem i pijeskom sve je lakše.Vidljive su fluktuacije medija, isto područje površine fluktuira u prostoru. Komad papira bačen u more ili rijeku, u nedostatku struje, porast će i pasti, ali neće moći doplivati do obale.
Elektromagnetske vibracije, koje uključujujednobojni svjetlosni val, vibriraju u svemiru na isti način. No, osim smjera širenja, pri kretanju kroz svemir, kvant svjetlosti generira vektor amplitude, val i vektor jakosti električnog i magnetskog polja. Svi oni imaju kruto određene kutove jedni prema drugima i osciliraju zajedno s valnom frontom. Dakle, monokromatski val je čitav paket energije s mnogim svojstvima koja se šire u svemiru na različite načine.
Početkom dvadesetog stoljeća znanstvenici su moralipriznati da bilo koja elementarna čestica ima svojstva vala i svojstva materijalne čestice. Eksperimenti na pritisak svjetlosti, koje je izveo ruski znanstvenik Lebedev, dokazali su da je svjetlost sposobna prenijeti impuls, što znači da ima masu. Ali bilo koji priručnik će objasniti da je masa fotona u mirovanju jednaka nuli. Njegova masa je, takoreći, "razmazana" u energetski paket. Sudarivši se sa supstancom, svjetlost mijenja svoja svojstva (na primjer, zagrijava se), a istodobno gubi svoju individualnost i suštinu.
Ali da biste odredili valnu duljinu monokromatske svjetlosti, trebate znati samo o njezinim valnim svojstvima. Te značajke uključuju:
Sva svojstva vala, osim, možda, faze, usko su povezanapovezane s energijom. Što je frekvencija veća, to je amplituda jača, to više energije nosi foton. Dakle, valna duljina monokromatskog zračenja također određuje njegovu "temperaturu" i mjesto na elektromagnetskoj ljestvici.
Sve vrste svjetlosnih kvanta uobičajeno se dijele po valnoj duljini. Granice između ovih zona su nejasne, svaki odjeljak može se sastojati od još nekoliko. Ovisno o frekvenciji, elektromagnetska ljestvica sadrži:
Vidljivi spektar naziva se upravo zato što ga ljudsko oko može percipirati. Infracrvena svjetlost nosi toplinu, a radio valovi održavaju komunikaciju.
Ali zračenje, koje se nalazi na elektromagnetskoj ljestvici dalje od vidljive, smrtno je opasno za ljude i druga živa bića:
Čovječanstvo je pronašlo primjenu za ove vrste svjetlosti.Obično se, kad se razmatra elektromagnetsko zračenje, podrazumijevaju vidljivi, IR i UV rasponi. Ali zapravo postoji monokromatsko svjetlo s valnom duljinom koja odgovara X-zrakama, pa čak i gama zrakama. Samo što je vrlo teško dobiti takvu sinkronost za te valove u umjetnim uvjetima.
Najčešći generatorielektromagnetskog zračenja u svemiru su zvijezde. U njihovim moćnim dubinama masa nevjerojatno komprimiranog plina stvara energiju u svom najčišćem obliku - kvantama svjetlosti. Sunce emitira u svim spektrima, ali srećom, Zemlja ima atmosferu. Štiti sva živa bića od razornih valova visokom i ultra visokom energijom.
Ali ne treba misliti samo na toSunce. Zvjezdana svjetlost je također elektromagnetsko zračenje. Ponekad iz prostora nastaju rafovi gama-zraka takve snage da ti fotoni pod tušem dođu do površine našeg planeta. Srećom, rođenja supernova događaju se dovoljno daleko od Zemlje. Inače bi sva živa bića do dubine do kilometra od površine postala sterilna.
Ali ljudi su lukava stvorenja.Uvukli su se u srž kvantne proizvodnje i stavili ih sebi na uslugu. Neki - namjerno, drugi - slučajno. Čovječanstvo može primati zračenje bilo kojeg opsega: od gama zraka u nuklearnim reaktorima do ultra dugih valova za radio komunikacije.
Sad smo se približili glavnom problemu.Dakle, ako sva oscilacija elektromagnetskog polja iz jednog izvora imaju istu valnu duljinu, onda je ovo monokromatski val. U idealnom slučaju, jedan dopušteni prijelaz trebao bi biti izvor takve svjetlosti. Ali u praksi se monokromatska svjetlost naziva snopom vrlo uskog širenja valne duljine. U takvim slučajevima kažu da je valna duljina monokromatske svjetlosti jednaka najvjerojatnijoj vrijednosti svih primljenih, odnosno najčešćih fotona u zraci. Izvor ove svjetlosne struje je laser. Nijedan prirodni generator (na primjer, Sunce) nije u stanju "prisiliti" svoje atome da zrače na isti način.
Broj laserskih aplikacija je nebrojan. Posvuda su im dobro došli.
Proizvodnja, medicina, biologija, geologija,geografija i arheologija u suvremenom svijetu bi bili drugačiji bez lasera. Ali najčešće se znanstvenici koriste ovim uređajem. Najzanimljiviji je slučaj kada monokromatski val normalno pada na površinu ispitivane tvari. U ovom slučaju, prozirni kristali otkrivaju sve svoje nehomogenosti, a ako tvar ima neka nelinearna svojstva, na primjer, mijenja indeks loma svjetlosti, tada su izlaz praktički umjetnička djela. Okomito usmjeren snop svjetlosti može pomoći u utvrđivanju pogrešaka neprozirnih površina, razlike između leća iz kugle ili razine refleksije svjetlosti.
