推 simon860730: 代朋友表示感謝～～～ 07/09 07:40
推 contaminate: 推你人真好 07/09 20:17
推 alen84204: 推詳細 07/10 02:39
※ 引述《simon860730 (water)》之銘言：
: 幫忙朋友問問題，考試在即啊，麻煩各位厲害的大大解惑一下…
: 18，19題
: http://i.imgur.com/u49TYVn.jpg
18.
Poynting Vector 的定義： S = (1/μ0) E cross B
E = Emax * cos (kx-wt)
由於 E 與 B 垂直，且是在真空下的平面波，所以 E=B*c，因此，
S = (1/μ0) [Emax * cos(kx-wt)]^2 / c
將 S 對時間取平均，可得
2 1 1
<S> = (1/μ0) * Emax * --- * ---
2 c
因此，平均波動強度（不是功率）為
1 2 1 1
<S> = --------------- * (0.7 * 10^6) * --- * ---------- = 650 (MW/m^2)
4π x 10^(-7) 2 3 * 10^8
最後，乘上雷射光束的照射圓形面積，即為單位時間傳遞的能量功率（Power）
<P> = <S> * A = 640 (MW/m^2) * π * (0.0005)^2 = 510 (W)，所以選(A)
19.
其實這課本都有很詳細的解釋，總覺得你好不太熟這一段，所以就順便幫你複習一下吧。
之所以看不見生活中的光干涉現象，不是因為一般的光不會干涉，畢竟只要兩個光
有重疊在一起，它們就是干涉了。而是因為我們的眼睛沒辦法跟著反應那麼快，光在
極短瞬間內（可見光波長約500nm，頻率約6*10^14，週期約1.67^10^(-15)），在某
個位置上就從波峰變成波谷，再由波谷變成波峰，所以我們沒辦法觀察到干涉現象，
儘管有干涉現象。
為了讓肉眼觀察到干涉現象，我們必須讓在某點的光干涉現象盡可能滿足以下兩條件：
一、最好只有兩個波源，因為這是最簡單的光干涉，而且它們的相位差必須維持固定。
如此一來，某特定點 P 上的兩波動即維持固定相位差，那麼在某瞬間達光強度極小的
地方，其強度「恆」為最小，所以我們就能觀察到暗紋，即光干涉現象。而這所謂的「
固定相位差」，我們稱為「同調性」（coherence），這不表示相位差剛好是 π，只要
相位差不是時間的函數，我們就能觀察到干涉現象。所以答案是（B）
二、這兩個波源要是單頻光，不然也會很複雜...（可想而知），而且它們的頻率要相
同，否則就不容易觀察到光干涉現象（也是有干涉，但屏幕上的暗紋是當兩者都恰為完
全破壞性干涉的時候才有的）。
簡單說明一下各選項與干涉現象的關係，雖然它沒問這些O.O
(A)同調性與振幅無關，不過振幅的不同會影響到屏幕上的光強度曲線。不同振幅但有
同調性的兩單頻點波源，也是能在屏幕上觀察到干涉現象。
(B)相位差固定，這是同調性的定義，所以就是它了。
(C)傳波速度不同，不見得沒有干涉現象，你用波函數的和差化積就能討論它們。
(D)只要它們傳到同個位置，那麼不管是從哪方向傳來的，都會互相干涉。
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※ 編輯: Philethan (49.214.192.163), 07/09/2015 06:25:23