Haku

Valon liikemäärä väliaineessa

QR-koodi

Valon liikemäärä väliaineessa

Momentum of light in the medium

Tämä diplomityö käsittelee valon liikemääräominaisuuksia väliaineessa ja tyhjiössä. Erityisesti keskitytään niin kutsutun Abraham-Minkowskin liikemääräristiriidan analysointiin, sekä ristiriidan ratkaisuksi ehdotetun massatiheysaaltoteorian käsittelyyn.

Työn alkuosa koostuu kirjallisuuskatsauksesta, jossa käydään läpi johdot valon liikemäärän keskeisimmille lausekkeille. Erityisesti keskitytään Maxwellin yhtälöistä saataviin liikemääräsuureisiin sekä niin kutsutun kvanttihypoteesin johtoon. Lisäksi esitellään Abraham-Minkowskin liikemääräristiriitana tunnettu ongelma, joka liittyy valon liikemäärän suuruuteen tämän kulkiessa eri taitekertoimisissa väliaineissa. Ristiriidan matemaattinen johto käydään läpi ja ongelmaa käsittelevien kokeiden koeasetelmia ja tuloksia tarkastellaan. Kirjallisuuskatsauksen lopuksi esitellään valon massa-aaltoteorioita, joita on esitetty ratkaisuksi Abraham-Minkowskin liikemääräristiriidalle.

Työn jälkimmäisessä osiossa esitellään kokeellisia mittausasetelmia aiemmin mainitun massa-aaltoteorian paikkansapitävyyden testaamiseksi. Useita eri vaihtoehtoisia koeasetelmia käydään läpi. Tämän jälkeen tarkastellaan tarkemmin ehdotettua koeasetelmaa, jossa valokuidun pintaan on valmistettu diffraktiivinen hila, jonka venymien kautta ennustettuja massatiheysaaltoja pyritään havainnoimaan. Hilan muutosdynamiikan analysoimiseksi muodostetaan yksinkertaistettu matemaattinen malli, jonka pohjalta valmistettiin MATLAB-ohjelmointikielellä toteutettu simulaatio-ohjelma. Mallinnusosuuden lopuksi simulaattorin tuottamia tuloksia esitellään ja analysoidaan ja kokeen jatkokehitysmahdollisuuksia arvioidaan.

Tallennettuna: