Question

Сложный (возможно) вопрос по волнам. Почему при переходе из одной среды в другую частота излучения не меняется? Есть этому физическое объяснение, или это нужно принять как данность? Если Вы знаете статью на эту тему, то оставьте ссылку.

Answer 1

Волновая природа света состоит в том, что он есть колебание среды, а не отдельной частицы типа фотона.

Поэтому все точки среды участвуют в передаче света и вблизи фронта волны они заставляют колебаться последующие точки. Т.е. частота задаётся источником

Answer 2

Отличный вопрос! При переходе из одной среды в другую частота излучения не меняется. Это явление объясняется явлением интерференции и законами сохранения энергии и импульса волн.

Когда электромагнитные волны переходят из одной среды (например, из воздуха) в другую (например, в стекло), происходит изменение их скорости распространения. В каждой среде электромагнитные волны имеют различную скорость, но при этом их частота (количество колебаний в единицу времени) остается неизменной.

При переходе в новую среду волны изменяют свою направленность (изменяется угол падения), а также меняют свою скорость. Это приводит к явлению интерференции, где часть волны отражается от границы раздела сред, а часть проходит в новую среду. Интерференция объясняет, каким образом волны могут "адаптироваться" к новой среде, но при этом оставаться с той же частотой.

Чтобы пояснить это явление на более фундаментальном уровне, следует обратиться к уравнениям Максвелла, описывающим электромагнитные волны. При переходе из одной среды в другую выполняются граничные условия, которые позволяют сохранить частоту волны, но приводят к изменению её скорости и направления распространения.

Вот ссылка на статью на тему интерференции и изменения характеристик волн при переходе между средами: "Reflection and Refraction of Plane Waves" by H.C. Van de Hulst. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079367310800081)

Эта статья может быть полезной, если вы хотите углубить свои знания в данную тему.