Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1957, H. 35 - Släktskap mellan vågrörelser, av Erik Ingelstam
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Fig. 6.
Tunnel-effekten viel
kärnfysikaliska
reaktioner
jämförd med den
optiska
pseudo-t otalreflexionen.
Fig. 5. Mikrovågor från sändaren G ger vid gittret R
upphov till endast sådana avböjda vågor som är
evanescenta, men en av dem (första ordningens åt
ena sidan) blir vanlig våg i Q,-riktningen, om
paraf-finprismat P föres tillräckligt nära. Q är den direkta
vågen, som går fram genom gittret (nollte
ordningen) under alla förhållanden.
Teorierna utmärks ofta av stor abstrakthet:
det har varit en nyttig lärdom för den
filosofiska delen av människan att finna, att allt
inte har kunnat uttryckas i sådant som hon
finner sig "förstå" på grund av sin
sinneserfarenhet.
Men det har å andra sidan varit nödvändigt
för idéernas framväxt och utveckling, att man
har kunnat finna analogier mellan dessa nya
vågor och de gamla till många sina egenskaper
väl kända vågrörelserna. Om vågrörelsefysiken
enligt Huygens, Fresnel och Maxwell hade
varit lika känd som mekaniken enligt Newton
och Laplace, så hade säkert inte de nya
teorierna synts så främmande både för fysiker
och den bildade allmänheten som vad de
faktiskt gjorde.
Evanescenta vågor
De försvinnande eller evanescenta vågorna i
optiken träffar man vid totalreflexionen. Om
infallsvinkeln mot en gränsyta då en stråle
går från ett tätare medium är större än en
gränsvinkel som vi kallar L, så kan inget gå
ut i det andra mediet, ljuset reflekteras
tillbaka i det första. Den vanligaste
tillämpningen är de 45"-prismor som numer ingår i varje
kikare. Detta är väl känt även i realskolans
fysik, men fenomenet är mera komplicerat än
så, och det har visat sig att Fresnel har
resonerat fel men fått rätt resultat när han
härledde sina allmänna formler för reflexion och
brytning vid gränsytor. Vid en gränsyta, fig. 2,
mellan t.ex. glas t och luft 2 återfaller vid en
vinkel större än L allt ljus i den prickade
strålen. Men mekanismen är inte oberoende av vad
som händer i mediet 2. En relativt enkel
analys med hjälp av Maxwells ekvationer ger vid
handen, att det finns vågor också i mediet 2,
men av en helt annan art, de är evanescenta.
De fortskrider i riktningen z, om man med
fortskridning som vanligt menar att fasen
varierar periodiskt. Men i den vinkelräta
riktningen x avtar amplituden efter en
exponentialfunktion, faktorn kallas
evanescenskoeffi-cienten y. Vad beträffar energin går den i
detta fall helt tillbaka i mediet 1, vågorna
uppför sig som växelströmmen i en ren
induktans och pumpar tillbaka energin kvantitativt.
Vågen undgår vår uppmärksamhet, utom i
fråga om den ändring av
polarisationstillståndet som den har utövat på den reflekterade
vågen, och dess existens har ofta förbisetts.
Intressantare är de fall som vi kallar
pseudo-totalreflexion, fig. 3. Där är inte mediet 2
oändligt utsträckt utan kanske någon del av en
våglängd eller några våglängder tjockt, varigenom
den evanescenta vågen får en ändlig amplitud
även vid andra gränsytan. Då finns det
möjlighet att få ut vanliga vågor från denna. Om
mediet 1 återkommer på andra sidan skiktet,
fig. 3 t.v., blir vågutbredningens energiström
parallell med den infallande. Om strålen möter
ett nytt medium på andra sidan skiktet, fig. 3
t.h., blir vinkeln sådan som den skulle ha blivit
om inte mellanskiktet hade varit där. Den
matematiska behandlingen är mycket intressant4.
Förhållandena är inte alls lika dem vi har vid
staplade skikt i nutida interferensoptik, där
tjockleken betyder fasfördröjning av vågen ocli
ytorna ger en amplitudförsvagning. Här råkar
det vara tvärtom: ytorna ger i och för sig ingen
amplitudförsvagning utan i stället fasändring,
under det att fasen inte beror på tjockleken,
vilken däremot reglerar försvagningen, dvs.
amplituden.
Experimentellt är fallet knappast realiserbart
inom den synliga optiken: en amerikansk
konstruktion som byggde på idén har varit svår
att tillverka. Det skulle fordra för stor
precision i själva ytorna för att få någon i optiken
nyttig filtrering av vågorna på detta sätt. Men
i mikrovågstekniken går det utmärkt: med
pa-raffinprismor kan man dela en stråle till
önskad styrka genom att ändra bredden av det
"gap" som vågen skall hoppa över som
evane-scent, fig. 4.
TEKN ISK TI DSKRI FT 1957 799
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
