Mikroskooppi yksinkertaisimmillaan muodostuu kahdesta positiivisesta linssistä. Lähellä tutkittavaa esinettä eli objektia sijaitsee

Samankaltaiset tiedostot
Ratkaisu: (huomaa s':n merkki)

9 VALOAALTOJEN SUPERPOSITIO

7.4 PERUSPISTEIDEN SIJAINTI

Lisämateriaalia: tilayhtälön ratkaisu, linearisointi. Matriisimuuttujan eksponenttifunktio:

pienempää, joten vektoreiden välinen kulma voidaan aina rajoittaa välille o. Erikoisesti on

9 VALOAALTOJEN SUPERPOSITIO

MAA5. HARJOITUKSIA. 1. Olkoon ABCD mielivaltainen nelikulmio. Merkitse siihen vektorit a) AB

Harjoituksia MAA5 - HARJOITUKSIA. 1. Olkoon ABCD mielivaltainen nelikulmio. Merkitse siihen vektorit. mutta molemmat puolet itseisarvojen sisällä????

Geometrinen piirtäminen

RISTIKKO. Määritelmä:

Geometrinen optiikka. Tasopeili. P = esinepiste P = kuvapiste

8.3 KAMERAT Neulanreikäkamera

10 Suoran vektorimuotoinen yhtälö

DNA OY:N LAUSUNTO KUSTANNUSSUUNTAUTUNEEN HINNAN MÄÄRITTELYYN SOVELLETTAVASTA MENETELMÄSTÄ SUOMEN TELEVISIOLÄHETYSPALVELUIDEN MARKKINALLA

ELEMENTTIMENETELMÄN PERUSTEET SESSIO 09: Tasoristikon sauvaelementti, osa 2.

YHDEN RAON DIFFRAKTIO. Laskuharjoitustehtävä harjoituksessa 11.

LH9-1 Eräässä prosessissa kaasu laajenee tilavuudesta V1 = 3,00 m 3 tilavuuteen V2 = 4,00 m3. Sen paine riippuu tilavuudesta yhtälön.

SUORAN SAUVAN VETO TAI PURISTUS

Flash ActionScript osa 2

Fysiikan labra Powerlandissa

ME-C2400 Vuorovaikutustekniikan studio

VIRTAPIIRILASKUT II Tarkastellaan sinimuotoista vaihtojännitettä ja vaihtovirtaa;

Ajankohtaiskatsaus, Peltotuki

jonka peruslait tiivistyvät neljään ns. Maxwellin yhtälöön.

Ó Ó Ó

Automaatiojärjestelmät Timo Heikkinen

Ominaisuus- ja toimintokuvaus Idea/Kehityspankki - sovelluksesta

SMG-1100 Piirianalyysi I, kesäkurssi, harjoitus 2(3) Tehtävien ratkaisuehdotukset

3. Kolmiulotteisten kohteiden esitys ja mallintaminen: jatkoa

6 GEOMETRISTA OPTIIKKAA

REKISTERINPITÄJÄN MUUTOKSET: Toimintamalli muutostilanteessa

PubMed pikaopas. 1. Yksinkertainen haku, haku vapain sanoin

Kuvan etäisyys tässä tapauksessa on ns. polttoväli (focal length): ja kuvausyhtälö (6.3.2) voidaan kirjoittaa mukavaan muotoon + =. (6.3.

Ongelma 1: Mistä joihinkin tehtäviin liittyvä epädeterminismi syntyy?

3 Lämpölaajaneminen ja tilanyhtälöt

Fy06 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/6

Lineaarisista taikaneliöistä ja niiden konstruoinnista

KTJkii-aineistoluovutuksen tietosisältö

Excel 2013:n käyttö kirjallisen raportin, esim. työselostuksen tekemisessä

Ongelma 1: Mistä joihinkin tehtäviin liittyvä epädeterminismi syntyy?

FC HONKA AKATEMIAN ARVOT

HENKKARIKLUBI. Mepco HRM uudet ominaisuudet vinkkejä eri osa-alueisiin 1 (16) Lomakkeen kansiorakenne

Kuopion kaupunki Pöytäkirja 1/ (1) Kaupunkirakennelautakunta Asianro 201/ /2016

Esimerkki: Tarkastellaan puolipallon muotoista paksua linssiä, jonka taitekerroin on 1,50:

SPL TAMPEREEN PIIRI: SEURATUTOROINTI

OrSi yhdistää. hyvät ideat ja toteuttajat. Organisaatioidenvälinen sidosryhmäviestintä. Algoplan Oy Ryytimaantie Helsinki

Sisäkorvaistutteen saaneiden lasten kuntoutuksen ja tulkkauspalvelujen tarkoituksenmukaisuus ja tulevaisuuden tarve. 2. vaiheen haastattelututkimus.

TEM-MENETELMIEN TESTAUSTA SYKSYLLA SU01\1JEN 1\7IAll\7J[ OY FINNEXPLORATION & Espoo HANNU SILVENNOINEN, Dl

5. PAINOVOIMA. Painovoima voidaan perusluonteeltaan kiteyttää seuraavaan yksinkertaiseen lauseeseen:

Soundings Editor Julkaisutiedot Vianova Systems Finland Oy Soundings Editor versio (Novapoint 18)

Koska ovat negatiiviset. Keskihajontoja ei pystytä laskemaan mutta pätee ¾.

Maahantuojat: omavalvontasuunnitelman ja sen toteutumisen tarkastuslomakkeen käyttöohje

MUTKAPOLUN PÄIVÄKODIN ESIOPETUKSEN TOIMINTASUUNNITELMA Auringonpilkkujen ryhmä. Päivänsäteiden ryhmä

Hävitä kaikki käyttämättömät säiliöt, joita tämä markkinoilta poistaminen koskee.

Näihin harjoitustehtäviin liittyvä teoria löytyy Adamsista: Ad6, Ad5, 4: 12.8, ; Ad3: 13.8,

Tarkemittausohje

Finnish Value Pack Julkaisutiedot Vianova Systems Finland Oy Versio

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2007

Luento 8 Kuvankäsittelyn periaatteita Aulikki Hyrskykari

RATKAISUT: 16. Peilit ja linssit

Harjoitus 5 (viikko 40)

5. Trigonometria. 5.1 Asteet ja radiaanit. Radiaanit saadaan lausekkeesta. Kun kulma on v radiaania ja n astetta, tästä seuraa, että 180

34. Geometrista optiikkaa

KoiraNet-jalostustietojärjestelmän asetukset ja käyttöohjeet SPK:lle

MoViE- sovelluksen käyttöohjeet

YHTEENVETO VETOLAITTEIDEN OSALTA HUOMIOITAVAT ASIAT MITTA- JA MASSAMUUTOKSEN YHTEYDESSÄ

6 Vektoriavaruus R n. 6.1 Lineaarikombinaatio

. Lasketaan muutamia pisteitä ja piirretään kuvaajat:

KOSMOLOGISIA HAVAINTOJA

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 14: Yhden vapausasteen vaimeneva pakkovärähtely, harmoninen kuormitusheräte

Vektorien pistetulo on aina reaaliluku. Esimerkiksi vektorien v = (3, 2, 0) ja w = (1, 2, 3) pistetulo on

Kuntien vammaisneuvostojen työpaja

CMU 119 CMU 128 CMU 119 +N CMU 155 CMU 128 +N. Asennusohje Ohjelmoitavat terrestiaalipäävahvistimet. SSTL n:o

Kenguru 2011 Student (lukion 2. ja 3. vuosi)

KITI - kilpailu anomuksesta ajoon. Ohjeistus kilpailujen anomisesta ja muokkaamisesta KITIssä.

Tämä ruutu näkyy ainoastaan esikatselutilassa.

AMMATTIKORKEAKOULUJEN LUONNONVARA- JA YMPÄRISTÖALAN VALINTAKOE

MAB2. Kertaustehtävien ratkaisut a) α = β = o 58. b) α = 11,9872 0,9872 = 0, = 59,232 0,232 = 0, = 13,92

1.3. Reaaliluvun sini ja kosini

Aloite toimitusvelvollisen myyjän taseselvitystavan muuttamisesta

Yrityksen maksut -palvelu. Palvelukuvaus

Leena Suurpää, Nuorisotutkimusverkosto (Nuorisotutkimusseura ry.), puheenjohtaja Katariina Soanjärvi, Humanistinen ammattikorkeakoulu, sihteeri

Toimitsijaohjeet. Kilpailusäännöt 34 Toimitsijat. Kilpailusäännöt 35 Pelaajaluettelo. Kilpailusäännöt 36 Ottelupöytäkirja

1. KEMIALLISESTI REAGOIVA TERMODYNAAMINEN SYSTEEMI

Moottoroidun B-ryhmän varjoliitimen koulutusohjelma

Sisällysluettelo OHJE

Liite III. Muutoksia valmisteyhteenvedon ja pakkausselosteen tiettyihin kohtiin

1 Geometrian käsitteitä 3. Suorat ja kulmat 3. Yksikönmuunnokset ja pyöristäminen 13. Yhdenmuotoisuus 19. Kolmiot 34. Kertaustehtäviä 47

Varsinais-Suomen palvelupisteaineisto

e =tyhjiön permittiivisyys

TAPULIKAUPUNGINTIEN ETELÄPUOLI JA MAATULLIN ALA-ASTEEN YMPÄRISTÖ

Aktia-konsernin palkka- ja palkkioselvitys

Bridgen peruskurssi/eto Harjoitusjaot 1(5) Raija Tuomi 2. oppitunti

GOLFMATKA PRAHA KEVÄT 2015/SS

Antti Vähälummukka Lähde: ja muita

Aineistoa hankitaan laajasti ja monipuolisesti asiakkaiden erilaisiin tarpeisiin. Suosituksena on hankkia kirjaa/1000 asukasta.

Akaa: Onnistunut työ tekee hyvää -hankkeen työpaja

LIITE III RAHOITUS- JA SOPIMUSSÄÄNNÖT

1 Tieteellinen esitystapa, yksiköt ja dimensiot

- Lähettää kasvulohkotiedot sähköiseen tukihakuun tai tulostaa paperille. - Lähettää kylvöalailmoituksen tiedot sähköiseen tukihakuun

Transkriptio:

201 8.6 MIKROSKOOPPI Mikrskppi yksinkertaisimmillaan mudstuu kahdesta psitiivisesta linssistä. Lähellä tutkittavaa esinettä eli bjektia sijaitsee hyvin lyhytplttvälinen bjektiivilinssi ja lähellä silmää sijaitsee suurennuslasi eli kulaari. Tutkittava esine sijitetaan bjektiivin eteen siten, että sen etäisyys s n hieman pitempi kuin bjektiivin plttväli. Tällöin bjektiivi mudstaa esineestä suurennetun tdellisen (väli)kuvan etäisyydelle s '. Okulaari timii suurennuslasina, jlla välikuvaa katstaan. Js välikuva sijitetaan kulaarin plttpisteeseen, lpullinen kuva mudstuu kaukpisteeseen (äärettömyyteen) ja sitä n helpp katsa. Kuvassa d n mikrskpin linssien välimatka ja L ns. ptinen pituus (plttpisteiden välimatka). Mikrskpin suurennus. Mikrskpissa bjektiivi mudstaa esineestä suurennetun välikuvan, jta katstaan kulaarilla kuten suurennuslasilla. Suurennus mudstuu siis kahdesta tekijästä M = m M e, (8.6.1)

202 jista ensimmäinen ( m ) n bjektiivin pikittainen suurennus ja tinen ( M e) kulaarin kulmasuurennus. Kuvausta bjektiivilla hallitaan yhtälöllä 1 1 1 s + s' = Þ s s ' = s - ja bjektiivin suurennukseksi saadaan s' m =- =-. s s - Okulaarin suurennus n 25 M e =, kun kuva säädetään kaukpisteeseen ja e 25 M e = + 1, kun kuva säädetään lähipisteeseen e Kun lpullinen kuva n säädetty kaukpisteeseen, välikuvan sijaitsee kulaarin plttpisteessä, ts. s' = + L. Alkuperäisen esineen etäisyydeksi laskemme s s' ( + L) ( + L) = = = s' - + L- L ja bjektiivin suurennukseksi tulee m L =-. Mikrskpin kknaissuurennukseksi saamme L 25 M =-. (8.6.2) e Tässä siis L n mikrskpin ptinen pituus (linssien plttpisteiden väli) ja kuva n säädetty kaukpisteeseen, ts. sitä n helpp katsa.

203 ------------------------------------------------Esimerkki: Mikrskpin bjektiivin plttväli n 3.80 cm ja kulaarin 5.00 cm. Linssien välimatka n 16.4 cm. Laske suurennus, kun lpullinen kuva n säädetty a) kaukpisteeseen b) lähipisteeseen Ratkaisu: L 25, missä e = 3.80 cm e = 5.00 cm d = 16.4 cm L = d - - e = 7.60 cm a) Suurennus (8.6.2) M = - Tulee M= -10 b) Lpullinen kuva n lähipisteessä, ts. kulaari kuvaa välikuvan etäisyydeltä se lpulliseen etäisyyteen s 'e = -25 cm: 1 1 1 25 Þ se = cm» 4.17 cm. + = 6 se -25cm 5.00cm Siis välikuva n 4.17 cm kulaarista eli 16.4 cm 4.17 cm = 12.23 cm bjektiivista. Kuvaus bjektiivilla ( s ' = 12.23 cm): s' s = = 5.513 cm s ' - s' 12.23 m = - = = -2.218 s 5.513 ja kknaissuurennukseksi tulee æ 25 ö + 1» -13 M = m M e = -2.218 ç è 5.00 ø ------------------------------------------------kska kuva n lähipisteessä

204 Mikrskpissa bjektiivi timii tulpupillina ja lähtöpupilli n bjektiivi kuvattuna kulaarilla. Mikrskpin läpäisseen sädekimpun maksimienergiatiheys n lähtöpupillin khdalla, jten silmä kannattaa sijittaa juuri siihen. Mikrskpin sisään täsmälleen välikuvan khdalle sijitetaan lisäksi ylimääräinen kaihdin, jka timii kenttäkaihtimena. Silmä näkee siten sekä kuvan että näkökentän täsmällisesti rajatun reunan yhtäaikaa terävänä: 8.7 KAUKOPUTKET Kuten mikrskpissa niin myös kaukputkessa bjektiivi mudstaa välikuvan, jta katstaan kulaarilla kuten suurennuslasilla. Kaukputki eraa mikrskpista siinä, että sillä katstaan kaukana (äärettömyydessä) levia suuria esineitä. Lisäksi kaukputkessa bjektiivilinssi vidaan krvataan kveralla peilillä. Tähtitieteellisen kaukputken (astrnmical telescpe, Keplerian telescpe) periaatekuva n esitetty yllä. Objektiivi mudstaa käytännössä äärettömyydessä levasta esineestä tdellisen väli-

205 kuvan hyvin lähelle maa plttpistettään etäisyydelle. Tätä kuvaa katstaan kulaarilla kuten suurennuslasilla. 1) 2) Js lpullinen kuva tarkennetaan kaukpisteeseen (äärettömyyteen, helpp katsa), niin välikuva n myös kulaarin plttpisteessä, etäisyydellä e kulaarista. Suurennus määritellään kulmasuurennuksena: a' h / e (8.7.1) ==-, M= h / e a missä miinus-merkki tarkittaa kuvan kääntymistä. Js lpullinen kuva tarkennetaan lähipisteeseen ( s 'e = -25 cm), niin välikuvan etäisyys kulaarista n -25 e 25 e s' = se = e e = s 'e - e -25 - e 25 + e ja suurennukseksi tulee h / se æ ö a' M = == - = - (25 + e ) = - ç 1 + e. (8.7.2) h / se e è 25 ø 25 e a ------------------------------------------------Esimerkki: Tähtitieteellisen kaukputken bjektiivin plttväli n 30 cm ja kulaarin 4 cm. Laske kulmasuurennus, kun lpullinen kuva n säädetty a) kaukpisteeseen b) lähipisteeseen

206 Ratkaisu: 30 cm a) M = - = = -7.5 e 4 cm Näin menetellään tavallisessa käytössä, kska kuvaa n helpp katsa kauan silmiä rasittamatta æ e ö 4ö æ ç 1 + = -7.5 ç1 + = -7.5 1.16 = -8.7 e è 25 ø è 25 ø Suurennus n "parempi" kuin edellä, mutta nyt kuvaa n rasittava katsa pitkään. ------------------------------------------------- b) M = - Tähtitieteellisen kaukputken kuva n siis kääntynyt ja suuren kulmasuurennuksen kaukputkessa bjektiivin plttväli n pitkä ja kulaarin lyhyt. Tähtitieteellisessä kaukputkessa kuvan kääntyminen ei le ngelma. Kiikareissa (maakaukputkissa) kuva ei saa kääntyä. Kiikarit timivat kuten tähtitieteelliset kaukputket. Kuva käännetään ikein päin erilaisilla prismasysteemeillä, jtka eivät vaikuta suurennusminaisuuksiin. Vieressä esimerkki ns. Prr-prismjen käytöstä. Kiikareissa usein esiintyvä merkintä, esimerkiksi "6 30 " tarkittaa sitä, että laitteen kulmasuurennus n 6 ja bjektiivin halkaisija 30 mm. Kaukputkissa bjektiivi timii aukkkaihtimena ja siten myös tulpupillina. Lähtöpupilli n bjektiivin kuva kuvattuna kulaarilla. Kaukputkella katsttaessa silmän ma pupilli sijitetaan silmän pupillin kkiseksi suunnitellun lähtöpupillin khdalle.

207 ------------------------------------------------Esimerkki: Kiikarissa (6 30 ) bjektiivin plttväli n 15,0 cm ja kulaarin halkaisija 1,50 cm. (a) Laske lähtöpupillin sijainti ja kk ja (b) laske näkökulma ja näkökentän suuruus, kun katsttava esine n yhden kilmetrin etäisyydellä. Ratkaisu: Okulaarin plttväli saadaan laskemalla 15 cm e = - = = 2,5 cm M -6 ja laitteen pituudeksi tulee d = + e = 15 cm + 2,5 cm = 17,5 cm. Hum. merkki Aukkkaihdin n bjektiivi, jnka kuva kuvattuna kulaarilla n lähtöpupilli. Kuvauksessa s = d = 17,5 cm ja = e = 2,5 cm: s' = s (17,5)(2,5) = cm = 2,92 cm s- 15 m = - s '/ s = -2,92 /17,5 = -0.169 Lähtöpupillin halkaisija n 0.169 30 mm» 5,1 mm ja se sijaitsee nin 2,9 cm kulaarista silmän suuntaan. Piirretään kuva: b) Kenttäkaihdin n kulaari, jten näkökulmaksi laskemme a = (kulaarin halk.) / d = 1,50 /17,5 = 0,0857 (rad) Näkökenttä h etäisyydellä 1000 m n h = 1000m a» 86 m ------------------------------------------------tarkasti ttaen lasku menee näin

LJ l(entrrävath0t,u ^) öl-laaq-t, Jra"l Ö /\) OVv LAAAI kvvnr-ttna BJr LTt tvt LLA 5 = cl = l),run (= A = lkn't S'= # = l{<r,-, )n ty)= 5- r k ^i1r-å VAtt+7p tljat't-sfå ({*t Bl ELilvt,'.r (e*e) E}r s så. 5e,.-l HA r- vats tja ^J 6 x l, cn', 3 X wq ' )/ s Tt-rt-<l IVYtuNA lrlaw Vv Lt'lA l tsjektltv, Y,{ctn -"---'T" l4- E-W I tcrv-l E-P TAP (a/z) =.^ :) & : O, ö S.t? u/- :> b:ty la nl T1 ntlel TtrLS 'vletr tt FAgl,)S LASru: LA s \LE-raAN "vååqttlä " (t-< Q u1r:r 1 r-la ( " vlar're(lla J A a R.t Vrt tv ILLA ) Lurep Eastt-t s guå s tvvt-ua TE*rt tu.

208 Peilikaukputkessa bjektiivilinssi krvataan kveralla peilillä. Peilikaukputken yksi selkeä etu n siinä, että peilikuvauksessa ei synny värivirheitä (ei le taitekerrinta, jnka arv riippuisi aallnpituudesta). Myös peilin pallaberraati n helpmpi krjata kuin linssien pallaberraati. Usein peilikaukputken peili n parablinen. Erilaisia peilikaukputkiratkaisuja: (a) Newtnin kaukputki (b) Cassegrain-kaukputki (c) Gregriaaninen kaukputki Js kaukputkella halutaan valkuvata (tai ilmata) khdetta, niin kulaari pistetaan ja ilmi asetetaan bjektiivin mudstaman tdellisen kuvan khdalle. Useimmissa nykyisin käytössä levissa peilikaukputkissa ei le kskaan käytetty kulaaria.

209 9 VALOAALTOJEN SUPERPOSITIO Edellisissä kappaleissa lemme tutkineet valn heijastumista peileissä ja taittumista linsseissä gemetrisen ptiikan apprksimaatin avulla. Apprksimaatissa valn aaltlunnetta ei teta humin ja valn eteneminen ymmärretään sädemallin avulla. Val n kuitenkin aaltliikettä. Tässä ja seuraavissa kappaleissa tutkimme millaisia ilmiöitä (intererenssi, dirakti, ) valn aaltlunteesta seuraa. Aaltlunteesta jhtuvat ptiset ilmiöt kuuluvat ns. ysikaalisen ptiikan (physical ptics) aihepiiriin. 9.1 VALOAALTO Yleisesti psitiivisen x-akselin suuntaan etenevää harmnista aalta (esim. köydessä) lemme esittäneet unktilla y ( x, t ) = A sin( kx - w t + j0 ). Valaalt mudstuu kahdesta kmpnentista, sähkökentästä E ja magneettikentästä B. Kentät riippuvat tisistaan yksikäsitteisellä tavalla ja siten riittää tarkastella vain tista, esimerkiksi sähkökenttää E. Psitiivisen x-akselin suuntaan etenevän harmnisessa valaallssa sähkökentän suuruudelle E = E pätee E ( x, t ) = E0 sin(kx - w t + j0 ). (9.1.1) On humattava, että unktin esittämä valaalt n 3-ultteinen. Näin n, kska ensinnäkin matemaattisesti se tteuttaa 3-ultteisen aaltyhtälön 1 2E 2 Ñ E= 2 2 (9.1.2) v t ja tiseksi se täyttää kk 3-ultteisen avaruuden.

210 2 Aaltyhtälössä (9.1.2) paikkaderivaattaperaattri Ñ 2 2 2 2 Ñ = + + 2 2 2 x y z n ns. Laplacen peraattri ja yhtälöä vidaan pitää 1-ultteisen aaltyhtälön 2 2 E 1 E = 2 2 2 x v t yleistyksenä. On suraviivaista tdeta, että aalt (9.1.1) tdellakin tteuttaa 3-ultteisen aaltyhtälön. Miten sitten aalt (9.1.1) täyttää kk avaruuden? Tarkastellaan aalta kiinnitetyllä ajan hetkellä (valitaan t = 0 ja lisäksi j 0 = 0), jllin aalt n "jähmettynyt" avaruuteen mutn E( x) = E sin( kx). 0 Tutkitaan tätä aalta khdassa x = vaki (kuva alla). Matemaattisesti kysymyksessä n x-akselia vastaan khtisurassa leva pinta, jka tässä tapauksessa n tas. Tällä äärettömän suurella taslla (millä tahansa y:n ja z:n arvilla) aalln vaiheella j = kx n vakiarv ja siten myös sähkökentän E arv n vaki. Tämä vakivaiheen pinta n juuri aalln aaltrintama. Aalt mudstuu äärettömän mnesta äärettömän tiheään pitkin x-akselia levasta vakivaiheen pinnasta täyttäen siten kk avaruuden. Aalt n ns. tasaalt, kska vakivaiheen pinnat vat tasja. Kun aika vapautetaan juksemaan, vakivaiheen tast etenevät pitkin x-akselia.

211 ------------------------------------------------Esimerkki: Harmninen tasaalt E( x, t ) = E0 sin(kx - w t ), missä E0 = 1.0, k = 2.0 ja w = 3.0 etenee psitiivisen x-akselin suuntaan. Laske E:n arv avaruuden pisteissä a) (x, y, z) = (2, 0, 0) b) (x, y, z) = (2, 3, 4) hetkellä t = 1.0. Humaa, että mlemmat pisteet vat taslla x = vaki = 2, jka n khtisurassa etenemissuuntaa vastaan. Ratkaisu: = 1.0sin(2.0 2-3.0 1.0) = 1.0sin(1.0) = 0.84 a) E b) E= 1.0sin(2.0 2-3.0 1.0) = 1.0sin(1.0) = 0.84 Aalt tdellakin täyttää kk avaruuden (3-dim) ja sen vaihe taslla x = 2 n vaki (1.0 ajan hetkellä t = 1.0 ) ja siten myös E:n arv n vaki (0.84). ------------------------------------------------Tähän saakka lemme tarkastelleet aaltja, jtka etenevät vain krdinaattiakseleiden (x, y, tai z) suuntaan. Yleistetään suunta. Vektrin k suuntaan etenevä harmninen tasaalt n muta missä E (r, t ) = E0 sin(k r - w t + j0 ), k = k x ˆi + k y ˆj + k zkˆ n ns. aaltvektri, jnka suuntaan aalt siis etenee, k = k = k x2 + k y2 + kz2 = 2p / l n j tuttu aaltluku, jka n nyt aaltvektrin pituus ja r = xˆi + yˆj + zkˆ (9.1.3) (9.1.4) (9.1.5) (9.1.6) n paikkavektri (radiusvektri), jnka sittamassa paikassa kenttä E lasketaan.

212 ------------------------------------------------Esimerkki: Sähkömagneettinen harmninen tasaalt etenee amplitudilla E0, kulmataajuudella w ja aallnpituudella l. Kirjita aalta kuvaava unkti, kun aalt etenee a) y-akselin suuntaan b) 30:n kulmassa x-akselista mitattuna y-akselin suuntaan. Ratkaisu: Yleinen mut n E (r, t ) = E0 sin(k r - w t + j0 ). a) Tässä k = k x ˆi + k y ˆj + k zkˆ = 0ˆi + k y ˆj + 0kˆ = k y ˆj k = k = k y = 2p / l r = xˆi + yˆj + zkˆ ja pistetulksi laskemme k r = k x x + k y y + k z z = k y y = ky jten E (r, t ) = E0 sin(ky - w t + j0 ) b) Nyt k = k x2 + k y2 + k z2 = r = xˆi + yˆj + zkˆ ja 3 2 1 2 k + k = k (k!, pelkkä tarkistus) 4 4 3 1 1 kx + ky = k ( 3x + y ), 2 2 2 æ1 ö jten E (r, t ) = E0 sin ç k ( 3x + y ) - w t + j0, missä k = 2p / l è2 ø ------------------------------------------------k r = kx x + k y y + kz z =

213 Kätevä merkintätapa: Yleisessä tapauksessa unkti (9.1.3) E (r, t ) = E0 sin(k r - w t + j0 ) esittää etenevää harmnista tasaalta alla esitetyn kuvan mukaisesti, jssa siis aaltvektri k kert aalln etenemissuunnan ja paikkavektri r sittaa pisteen P, jssa kentän E arv lasketaan. Kuvassa reerenssikhta (-piste) n spivasti valittu piste (eräänlainen nllakhta), jnka kautta aalt etenee tarkastelupisteeseen P. Yleisessä tapauksessa krdinaatistn rig ei le reerenssipisteessä. Kuvasta perusteella k r = k (r0 + r1 ), ja js rig asetetaan reerenssipisteeseen, niin r0 = 0 ja k r = k r1 = kr1. Tässä pistetul k r1 n suraan vektreiden pituuksien tul kr1, kska vektrit vat saman suuntaisia. Aalt (9.1.3) vidaan kirjittaa mudssa E = E0 sin(kr1 - w t + j0 ), (9.1.7)

214 Esimerkiksi, js reerenssipiste n asetettu krdinaatistn rign ja aalt etenee x-akselin suuntaan, niin r1 = x ja päädymme tuttuun aaltn E = E0 sin(kx - w t + j0 ). Mnissa svellutuksissa tarkastella pelkästään aalln (9.1.7) E = E0 sin(kr1 - w t + j0 ) aikariippuvuutta pisteessä P, jllin n tapana kirjittaa missä n riippumatn ajasta. E = E0 sin(a - w t ), (9.1.8) a = kr1 + j0 9.2 SUPERPOSITIO J aikaisemmin lemme tdenneet, että js useampi aaltliike vaikuttaa samanaikaisesti määrätyssä pisteessä, niin aaltjen yhteisvaikutus saadaan laskemalla yhteen eri aaltjen erikseen aiheuttamat vaikutukset. Valaaltjen tapauksessa n humattava, että kysymyksessä n vektriyhteenlasku. Kahden sähkömagneettisen aalln (sähkövektrit E1 ja E 2 ) superpsiti n siis E = E1 + E 2, missä tuls riippuu hyvin merkittävästi vektreiden keskinäisistä suunnista. Resultanttikentän suuruudelle saamme E = E = E E = (E1 + E2 ) (E1 + E2 ) = E12 + E22 + 2E1 E2.