Световой вектор

Светово́й ве́ктор — вектор плотности светового потока, определяющий величину и направление переноса световой энергии.

Физические основы

Электромагнитная волна

В общем виде световой вектор представляет собой отношение величины световой энергии, проходящей через площадку, расположенную перпендикулярно направлению переноса энергии к величине площадки за единицу времени $t$:

$|{\vec {L}}|={\frac {W_{l}}{\Delta S\cdot t}}$,

где $W_{l}$ — световая энергия, проходящая через площадку $\Delta S$.

Световым вектором часто называют электрическую составляющую электромагнитного поля, поскольку именно она ответственна за за физиологическое, физическое, фотоэлектрическое, фотохимическое воздействие электромагнитного излучения на объекты, подвергшиеся её воздействию. Рассмотрим воздействие составляющих электромагнитного излучения на заряд $q$. Электрическое поле электромагнитного излучения действует на него с силой ${\vec {F}}_{e}=q{\vec {E}}$, а магнитное поле с силой ${\vec {F}}_{m}=q{\Biggl [}{\vec {V}},{\vec {B}}{\Biggl ]}$, где ${\vec {V}}$ — скорость заряда, ${\vec {B}}=\mu \mu _{0}{\vec {H}}$ — магнитная индукция. Отношение этих двух сил равно величине порядка ${\frac {V}{c^{2}}}$ раз, следовательно, для $V\ll c$ взаимодействие электромагнитного излучения с зарядами среды $q_{i}$ определяется электрическим полем, поэтому вектор напряжённости электрического поля электромагнитной волны ${\vec {E}}$ называют световым вектором.

Уравнение изменения проекции $E_{x}$ светового вектора ${\vec {E}}$ называют уравнением световой волны:

$E_{x}=A\cos(\omega t-kx+\alpha )$,

где $A$ — модуль амплитуды световой волны.

Плоскость, в которой колеблется световой вектор (вектор напряжённости электрического поля электромагнитной волны), называют плоскостью колебаний, а перпендикулярную ей — плоскостью поляризации. Существует и другое определение, согласно которому плоскость, в которой лежит колеблющийся вектор (образованную направлением колебаний и направлением распространения волны), называют плоскостью поляризации. Разные определения понятия плоскости поляризации вызвано историческими причинами, поскольку их вводили О. Ж. Френель и Э. Л. Малюс, до разработки теории Максвелла.

Литература

• Апенко М. И., Дубовик А. С. Прикладная оптика. — Москва : Наука, 1982.
• Бутиков Е. И. Оптика : учебное пособие для вузов. — СПб. : БХВ-Петербург : Невский ДиалектЪ, 2003.
• Заказнов Н. П., Кирюшин С. И., Кузичев В. И. Теория оптических систем : учебное пособие для студентов вузов. — СПб., : Лань, 2008.
• Запрягаева Л. А. Прикладная оптика. Ч. 1. Введение в теорию оптических систем. — Москва : Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъёмки и картографии, 2017.
• Ландсберг Г. С. Оптика : учебное пособие для вузов. — Москва : Физматлит, 2003.
• Михеенко А. В. Геометрическая оптика : учебное пособие. — Хабаровск : Издательство Тихоокеанского государственного университета, 2018.
• Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. 4. Оптика. — Москва : Физматлит, 2014.

Ссылки

• Электромагнитная природа света

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Световой вектор», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Световой_вектор» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».