Определите осевую яркость кратера электрической дуги, если сила света его по оси равна 40 000 кд, а диаметр равен 15 мм. 17

Г л а в а IX.

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ

ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ

§ 79. Прямолинейное распространение волн. Для решения

вопроса, каким образом будет распространяться волна, мы долж-

ны, строго говоря, разобрать, как передается волновое возму-

щение от одной точки среды к другой, каким образом взаи-

модействуют между собой возмущения, вызванные отдельными

частями волны, и каков будет окончательный результат этого

взаимодействия. Опыт показывает, однако, что в очень мно-

гих случаях, а именно, к о г д а р а з м е р ы р а с с м а т р и-

в а е м о г о у ч а с т к а в о л н ы в е л и к и п о с р а в н е н и ю

с д л и н о й в о л н ы, ряд простых законов облегчает решение

задачи о распространении волн.

Повторим опыт с волнами на воде, вызываемыми колебания-

ми ребра линейки LL, ударяющей по поверхности воды. Для того

чтобы отыскать направление распространения волн, поставим на

их пути преграду M M с отверстием, размеры которого значи-

тельно больше, чем длина волны, так, как это изображено на

рис. 87, а (см. § 41). В соответствии с изложенным в § 41 мы об-

наружим, что за перегородкой волны распространяются в прямо-

линейном канале, проведенном через края отверстия (рис. 170).

Направление этого канала и представляет собой направление

распространения волны. Оно остается неизменным, если мы по-

ставим перегородку к о с о (M



M



). Направление, вдоль кото-

рого распространяются волны, всегда оказывается п е р п е н д и-

к у л я р н ы м к линии, все точки которой достигаются волновым

возмущением в один и тот же момент. Линию эту называют

волновым фронтом

1

). Прямая, перпендикулярная к волновому

фронту (стрелка на рис. 170), указывает направление распро-

странения волны. Эту линию мы будем называть лучом. Итак,

луч есть геометрическая линия, проведенная перпендикулярно

1

) Для волн, распространяющихся по поверхности воды, волновой фронт

представляется линией. Для пространственных волн (звук, свет) волновой

фронт представляет собой поверхность, всех точек которой волновое возмуще-

ние достигает в один и тот же момент (волновая поверхность).

212

Гл. IX. Основные законы геометрической оптики

к волновому фронту и показывающая направление распро-

странения волнового возмущения.

В каждой точке волнового фронта можно провести перпенди-

куляр к фронту, т. е. луч.

Рис. 170.

Волны за ши-

роким отверстием распро-

страняются в прямолиней-

ном «канале», проведен-

ном через края отверстия

Рис. 171. Распространение

волн через широкие от-

верстия в случае, когда

фронт волны имеет форму

окружности (размеры от-

верстий преуменьшены)

В рассмотренном нами случае фронт волны имеет вид прямой

линии; поэтому лучи во всех точках фронта параллельны между

собой. Если повторить опыт, взяв за источник волн колеблю-

щийся конец проволоки, то фронт волны будет иметь форму

окружности. Поставив на пути такой волны преграды с отверсти-

ями, размеры которых в е л и к и по сравнению с длиной волны,

получим картину, изображенную на рис. 171. Таким образом,

и в этом случае направление распространения волны совпада-

ет с прямыми линиями, перпендикулярными к фронту волны,

т. е. с направлением лучей; в данном случае лучи изображены

радиусами, проведенными из точки, откуда исходят волны.

жүктеу/скачать 6,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: