Lichtgolven zijn complexer en worden beschreven door een combinatie van concepten en vergelijkingen, afhankelijk van de context. Hier is een uitsplitsing:

1. Golfvergelijking:

De meest fundamentele beschrijving van een golf, inclusief lichtgolven, is de golfvergelijking :

∂²ψ/∂t² =v² ∂²ψ/∂x²

* ψ (psi) vertegenwoordigt de golffunctie, die de amplitude van de golf op een bepaald punt in ruimte en tijd beschrijft.

* t is tijd.

* x is positie.

* v is de snelheid van de golf (lichtsnelheid in een vacuüm, c, voor licht).

Deze vergelijking vertelt ons hoe de golffunctie verandert in de tijd en ruimte.

2. Elektromagnetische golfvergelijking:

Lichtgolven zijn een specifiek type elektromagnetische golf. Hun gedrag wordt beheerst door de vergelijkingen van Maxwell , een set van vier vergelijkingen die de relatie tussen elektrische en magnetische velden beschrijven. Deze vergelijkingen kunnen worden gecombineerd om een ​​golfvergelijking af te leiden specifiek voor elektromagnetische golven:

∇²e - (1/c²) ∂²e/∂t² =0

* e vertegenwoordigt het elektrische veld.

* c is de snelheid van het licht.

* ∇² is de Laplacian -operator, die het tweede derivaat vertegenwoordigt met betrekking tot ruimtelijke coördinaten.

Deze vergelijking laat zien dat het elektrische veld (en op dezelfde manier het magnetische veld) zich voortplant als een golf met de snelheid van het licht.

3. Fotonen:

Licht kan ook worden omschreven als een stroom deeltjes genaamd fotonen. Fotonen hebben energie en momentum en hun gedrag wordt beschreven door de kwantummechanica.

e =hν

* e is de energie van het foton.

* h is de constante van Planck.

* ν is de frequentie van de lichtgolf.

4. Andere relevante vergelijkingen:

Afhankelijk van de specifieke situatie kunnen andere vergelijkingen relevant zijn om lichtgolven te beschrijven, zoals:

* Het Doppler -effect: Verklaart de verandering in licht van het licht als gevolg van de relatieve beweging van de bron en waarnemer.

* De Fresnel -vergelijkingen: Beschrijf de reflectie en transmissie van licht op interfaces tussen verschillende materialen.

* Het Huygens-fresnelprincipe: Legt uit hoe lichtgolven zich voortplanten en verschillen.

Samenvattend:

Er is geen enkele, eenvoudige formule voor lichtgolven. In plaats daarvan worden ze beschreven door een combinatie van concepten en vergelijkingen uit verschillende velden, waaronder klassieke golftheorie, elektromagnetisme en kwantummechanica. De gebruikte specifieke vergelijkingen zijn afhankelijk van het specifieke fenomeen dat wordt bestudeerd.