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. 2. Vid gränsytan till ett medium av lägre
brytningsindex sker totalreflexion om
infallsvinkeln som här är större än gränsvinkeln L.
Men i det andra mediet finns en evanescent
våg vars amplitud avtar exponentiellt.
Fig. 3. Fenomenet pseudototalreflexion. Om
skiktet med brytningsindex nt inte är för
tjockt, kan den evanescenta vågen i fig. 2
överföra en viss del av energin till en vanlig
våg på bortre sidan av skiktet.
mer väl även med vad man brukar ha i
element för det synliga ljuset.
Mikrovågorna kan ge mera än ljusvågorna vid
undersökningar av vågutbredning därför att
man kan konstruera hinder och kanaler i
vågens väg mera precist än i det optiska fallet.
Här har vi nytta av den 100 000-faldiga
förstoringen. För mikrovågorna förfogar man också
över vida större områden av brytningsindex
än i det synliga området. Matematiska
lösningar av optiska problem, som har getts av Lörd
Rayleigh eller Luneberg men som inte har
kunnat experimentellt utnyttjas inom optiken,
har i stället gett goda experimentella
tillämpningar i mikrovågsområdet, till exempel för
avsökarsystem hos radar1.
Om på det sättet den äldre vetenskapen,
optiken, ännu torde ha gett det mesta åt
mikrovågstekniken så har också idégivningen i
motsatt riktning varit av betydelse. Redan
böjningen av en elektromagnetisk våg vid kanterna av
ett hål i en skärm är komplicerad, och
teoretiska ansatser har gjorts först av Kirchhoff,
sedan framför allt av Sommerfeld, som med
förbättrade matematiska metoder lyckades lösa
problemet med böjning vid en tunn skärm, som
är utsträckt över ett halvplan, och därur
böjningen vid två sådana kanter, dvs. vid en spalt.
Teorierna för böjning är i dessa och andra
fall besvärliga, helst som den
elektromagnetiska vågen svänger vinkelrätt mot
utbredningsriktningen men med olika fysikaliska och
matematiska villkor i dessa olika riktningar
vinkelrätt mot strålen, i olika
polarisationsriktningar. Eftersom den matematiska analysen av
fallet ogenomskinliga eller genomskinliga
sfärer, ellipsoider och cylindrar är så besvärlig, i
varje fall för numerisk utvärdering, så kommer
experimentet till hjälp och kan bekräfta
beräkningens riktighet eller ge nya ansatser.
Ett problem av denna art har händelsevis
kommit inom mitt verksamhetsfält. Gunnar
Erdtman vid palynologiska laboratoriet i
Bromma visade mig en effekt i mikroskopet,
som han har tagit flera serier bilder av, fig. 1,
och som man har stor användning av när man
analyserar detaljstrukturen hos genomskinliga
objekt. När man har en detalj av högre
brytningsindex än omgivningen, t.ex. utskjutande
tappar, fig. 1, upptill, några tusendels mm i
diameter, så får man en karakteristisk
intensitetseffekt när man ställer in mikroskopet
först litet för högt och sedan skjuter tuben så
att man till slut kommer litet för lågt: man går
från ljus till mörker i mitten av tappen.
Erdtman kallar fenomenet LO-effekt (lux och
ob-scuritas). Man får en motsatt effekt, en
OL-effekt, om föremålet har mindre
brytningsindex.
Detta är utan tvekan en böjningseffekt, men
trots att beskrivningen av fenomenet kan
spåras jämnt 100 år tillbaka i tiden så tycks någon
genomförd teori inte ha framställts. Tvärtom
tycks man ha undvikit dessa frågor som
ickerelevanta för en god avbildning. När jag såg
i litteraturen efter diffraktionsarbeten, som
gränsade till detta problem, så var det bästa
jag fann ett kombinerat teoretiskt och
experimentellt arbete utfört med mikrovågor vid
General Electrics laboratorium i Schenectady i
USA2. Det var relativt enkelt att omforma de
resultat man hade fått på just detta problem
med kända förfaringssätt, "Babinet-principen"
och gränsförflyttningar i integralerna, så att
man lätt fick en kvantitativ tydning som också
var överskådlig. Man kunde därmed säga i
vilka fall denna mikroskopiska analysmetod
var gynnsam jämfört t.ex. med
faskontrast-metoden3.
Materievågor och klassiska vågor
Släktskapen mellan vågrörelserna har
utvidgats till materievågorna, denna beskrivning av
materien som vågrörelse som är så
fundamental i nutida fysik. Det var de Broglie som 1924
kom på den tanken att en ström av partiklar
borde kunna tilldelas en våglängd, som är lika
med kvoten mellan Plancks konstant h och
impulsen, lika väl som en ljusstråle bevisligen
visade partikelegenskaper. Och sedan Davisson
och Germer experimentellt hade påvisat det
riktiga i denna hypotes utvecklades
vågmekaniken snabbt och effektivt.
Fig. 4. Om
avståndet mellan
prismorna A och B
varieras, kan
mikrovågens intensitet i
riktningen 2 och 3
varieras genom att
vågen går över som
evanescent i
luftskiktet mellan de
båda prismorna.
798 TEKNISK TIDSKRIFT 1 957
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
