Światło jako fala elektromagentyczna
Światło jest falą elektromegnetyczną, ale co to de facto oznacza? Spróbujmy przyjrzeć się co stoi za pojęciem fala elektromagnetyczna.
Pole
Zanim wytłumaczymy czym jest fala, musimy zapoznać się z pojęciem pola. Polem nazywamy układ przestrzenny w którym występują określone oddziaływania. Innymi słowy każdy punkt przestrzni, który ma jakąś wartość bezwzględną większą od zera, która wynika z faktu, że występują w nim określone siły.
Pole magentyczne
Pole magentyczne powstaje przedewszystkim poprzez obrót (tak zwany spin) elektronów względem siebie.
Pole elektryczne
Pole elektryczne powstaje na wskutek odziaływania dwóch ciał z dwoma rodzajami ładunków (ujemnym elektronem oraz dodatnim jądrem atomowym).
Fala
Falą nazywamy zaburzenie pola w przestrzeni, które powoduje przeniesienie energii z jednego punktu do drugiego. Energię świetlną przenoszą elementarne mikrocząstki zwane fotonami. Fale rozchodzą się prostoliniowo tzn. z tą samą energią wokół ciała we wszystkich kierunkach w ośrodkach jednorodnych (takich w których wszystkie inne czynniki są takie same). Fale ulegają załamaniu przy przejściu do innego ośrodka, czyli zmianę (skrzywienie) kierunku swojego biegu.
Gdybyśmy znaleźli się takim jednorodnym ośrodku w próżni to składowe fali elektromagnetycznej, czyli fala elektryczna oraz magnetyczna byłyby względem siebie prostopadłe i przenosiłyby taką samą porcję energii.
Oczywiście takie warunki nie występują w naszym codziennym życiu i zależności między falami są o wiele bardziej skomplikowane. Fale ulegają wielu zjawiskom jak choćby odbiciu, interterferencji czy załamaniu przy przejściu z jednego ośrodka do drugiego.
Fizycy opisali fale za pomocą:
- częstotliwości, czyli liczbie pełnych zmian pola magnetycznego i elektrycznego w ciągu jednej sekundy,
- długości fali, czyli odległość między sąsiednimi punktami w których pole magnetyczne i elektryczne jest takie samo.
Występują zależność między częstotliwością oraz długością fali. Czym większa jest częstotliwość to długość fali jest mniejsza. Ośrodek w jakim znajduje się fala wpływa na jej długość, a poprzez to na częstotliwość.