Hvad er formlen for lette bølger?

Lette bølger er mere komplekse og er beskrevet af en kombination af koncepter og ligninger afhængigt af konteksten. Her er en sammenbrud:

1. Bølge ligning:

Den mest grundlæggende beskrivelse af en bølge, inklusive lette bølger, er bølge ligningen :

∂²ψ/∂t² =v² ∂²ψ/∂x²

* ψ (psi) Repræsenterer bølgefunktionen, der beskriver bølgenes amplitude på et givet punkt i rum og tidspunkt.

* t er tid.

* x er position.

* v er hastigheden på bølgen (lysets hastighed i et vakuum, c, for lys).

Denne ligning fortæller os, hvordan bølgefunktionen ændrer sig over tid og rum.

2. Elektromagnetisk bølgeforligning:

Lette bølger er en specifik type elektromagnetisk bølge. Deres opførsel styres af Maxwells ligninger , et sæt med fire ligninger, der beskriver forholdet mellem elektriske og magnetiske felter. Disse ligninger kan kombineres for at udlede en bølgeforligning specifikt for elektromagnetiske bølger:

∇²e - (1/c²) ∂²e/∂t² =0

* e repræsenterer det elektriske felt.

* C er lysets hastighed.

* ∇² er den laplaciske operatør, der repræsenterer det andet derivat med hensyn til rumlige koordinater.

Denne ligning viser, at det elektriske felt (og på lignende måde magnetfeltet) forplantes som en bølge med lysets hastighed.

3. Fotoner:

Lys kan også beskrives som en strøm af partikler kaldet fotoner. Fotoner har energi og momentum, og deres opførsel er beskrevet af kvantemekanik.

e =Hν

* e er energien i fotonen.

* h er Plancks konstante.

* v er hyppigheden af ​​lysbølgen.

4. Andre relevante ligninger:

Afhængig af den specifikke situation kan andre ligninger være relevante for at beskrive lette bølger, såsom:

* Doppler -effekten: Forklarer ændringen i hyppigheden af ​​lys på grund af den relative bevægelse af kilden og observatøren.

* Fresnel -ligningerne: Beskriv refleksion og transmission af lys ved grænseflader mellem forskellige materialer.

* Huygens-Fresnel-princippet: Forklarer, hvordan lette bølger forplantes og diffrakter.

Kortfattet:

Der er ikke en enkelt, enkel formel til lette bølger. I stedet beskrives de af en kombination af koncepter og ligninger fra forskellige felter, herunder klassisk bølgeteori, elektromagnetisme og kvantemekanik. De anvendte specifikke ligninger afhænger af det særlige fænomen, der studeres.