Световой пучок. Излучатели света

Световая волна, как и всякая другая, несет с собой энергию, характеризуемую некоторой объемной плотностью ω. Через площадку сечением dS, нормальную к направлению распространения волны (лучу), в единицу времени переносится энергия


(1.1)

где с1 — скорость распространения энергии, совпадающая в прозрачных средах со скоростью распространения волны (в вакууме c1, с=3* 108 м/с), e(λ)d λ — функция, характеризующая энергию в интервале волн (λ, λ+d λ).

Отсюда сразу следует, что бесконечно тонких световых пучков не существует, как не существует и точечных источников света (и обоих случаях энергия равнялась бы нулю). Эти удобные в ряде приложений абстракции неприменимы при более или менее строгом рассмотрении энергетики световых процессов.

Гак как все взаимодействия убывают с ростом расстояния между взаимодействующими объектами, то не может существовать и строго параллельных световых пучков, хотя некоторые современные источники света (лазеры) дают пучки, расходящиеся очень слабо: так, лазерный пучок земного источника освещает на Луне круг диаметром всего несколько километров. Исходя из этого, читатель может оценить угол раствора пучка.

Лазерные пучки отличаются от пучков, создаваемых всеми другими источниками, еще и исключительно высокой монохроматичностью излучения, превосходящей монохроматичность лучших обычных источников на пять — семь порядков. Однако следует помнить, что строго монохроматичных источников не существует: энергия излучения абсолютно монохроматичного источника равнялась бы нулю (см. § 11.1).

Поэтому пользование указанными приближенными представлениями (луч, параллельный пучок, монохроматический свет) требует осторожности, хотя и распространено очень широко в силу удобства применения этих понятии.