Összhang és monochromaticity
Interferenciája fény figyelembevételével magyarázható a beavatkozás a hullámok (lásd. § 156). Előfeltétele az interferencia hullámok a koherencia, t. E. Koordinált természetesen időben és térben több vagy oszcilláló hullám folyamatok. Ez a feltétel teljesül monokromatikus hullám - nem korlátozódik egy bizonyos hullámhosszú tér és szigorúan állandó frekvencia. Mivel nincs igazi forrás nem szigorúan monokromatikus fény, a hullámok által kibocsátott bármely független fényforrás, mindig zavaros. Ezért a tapasztalat nem figyelhető zavaró fény független forrásból származó, például két izzók.
Nonmonochromaticity megérteni a fizikai ok, és így inkoherencia hullámok által kibocsátott két független fényforrások alapja lehet az atomok a fénykibocsátó mechanizmus. A két független fényforrás bocsát ki szénatom egymástól függetlenül. Minden ilyen atomok sugárzás folyamat véges és tart egy nagyon rövid idő alatt (t w 10
8). Ez idő alatt, a gerjesztett atom visszatér a normál és a sugárzás a fény megáll. Megindítani újra atom újra elkezdi kibocsátani a fényhullámok, de egy új kiindulási fázisban. Mivel a fázis közötti különbség a sugárzás két ilyen független atomok változások minden egyes új kibocsátási a műszer, hullám spontán kisugárzott atomok bármilyen fényforrás, inkoherens. Így, hullámok által kibocsátott atomok, csak azon időtartam alatt, a „10 -8, hogy van egy körülbelül állandó amplitúdójú és fázisú hullámok, mivel hosszabb ideig, és amplitúdó, valamint fázisváltó. A szakaszos fénykibocsátása szénatomos formájában külön rövid hullámhosszú impulzusok nevezzük.
A leírt modell fénykibocsátó érvényes minden makroszkopikus forrás, mivel az atomok a világítótest fényt bocsát függetlenül is. Ez azt jelenti, hogy a kezdeti szakaszban az illető hullámsorozat nincsenek összekapcsolva. Ezen túlmenően, még azonos atom a kezdeti fázisban a különböző vonatok eltérő a két azt követő sugárzásos eseményeket. Következésképpen, a kibocsátott fény a forrás által a makroszkopikus, inkoherens.
Bármilyen nonmonochromatic fény is képviselteti magát egy sor egymást követő független harmonikus vonatok. Az átlagos időtartama egy vonat tkog úgynevezett koherencia idő. A koherencia létezik a csak egy vonat, és a koherencia idő nem haladja meg a kibocsátási idő t. E. Tkog Ha a hullám terjed homogén közegben, a fázis ingadozása sósavval meghatározott térbeli pontban menti csak egy ideig tkog koherenciát. Ez idő alatt, a hullám terjed vákuumban a parttól lkog = ctkog. a koherenciahossz (vagy hossza vonat). Így a koherencia hossza azt a távolságot, amely az eltelt két vagy több hullám veszít koherencia. Ez azt jelenti, hogy a megfigyelés az interferencia fény csak akkor lehetséges, ha az optikai útvonal különbségek kisebbek, mint a koherencia hossza a fényforrás. A közelebb egy monokromatikus hullám, annál kisebb a szélessége Dw a spektrum és annak gyakorisága, ki lehet mutatni, nagyobb, mint a koherencia időn tkog. következésképpen a koherencia hossz lkog. Koherens rezgések előforduló ugyanazon a ponton a tér által meghatározott mértékű monochromaticity hullámok úgynevezett időbeli koherencia. Együtt a időbeli koherencia tulajdonságait koherens leírására hullámterjedés merőleges síkban való terjedési iránya, a koncepció a térbeli koherenciáját. Két források, a méret és a relatív helyzetben, amely lehetővé teszi (a szükséges fokú monokromatikus fény) megfigyelni interferenciát, az úgynevezett térben koherens. Sugara koherencia (vagy térbeli koherencia hossza) nevezzük maximális keresztirányú hullámterjedés távolság, ahol a kijelző interferencia lehetséges. Így a térbeli koherencia definiáljuk kedvéért koherencia whisker. ahol l - hossza fényhullám, J- szögletes mérete a forrás. Így a minimális lehetséges koherencia sugár napfény (egy szögletes összeget a világon napenergia J »10 -2 rad és l» 0,5 mikron) a „0,05 mm. Egy ilyen kis koherencia sugár nem közvetlenül megfigyelni a beavatkozás a napfény, mint rezolváló képességét az emberi szem a régióban a legjobb csak 0,1 mm. Vegye figyelembe, hogy az első megfigyelés interferenciát végzett 1802 T. Jung nevezetesen a napfény, amiért korábban hiányzott napsugarakat egy nagyon kis nyíláson egy átlátszatlan képernyőn (így csökkent több nagyságrenddel a méret a sarokban a fényforrás és ezáltal drámai módon megnöveli a sugár koherencia (vagy térbeli koherencia hossz)). Tegyük fel, hogy két monokromatikus fény hullámok egymásra helyezett, gerjeszti egy bizonyos térbeli pontban oszcillációk azonos irányban x1 = A1 cos (wt + j1) és x2 = A2 cos (wt + j2) .Pod x észre elektromos Eili mágneses Npoley hullámok; vektorok E és H változhat egymásra merőleges síkban (lásd. § 162). Elektromos és mágneses mezők engedelmeskedik a szuperpozíció elve (lásd. § 80. és 110.). A amplitúdója a kapott oszcilláció a pont 2 = A l + A 2 2 2 + 2A1 A2 cos (j2 - j1) (144,2 cm.)). Mivel a hullámok koherens, majd cos (j2 - j1) időben állandó (de minden egyes pontot a térben) érték, úgy, hogy az intenzitás a kapott hullám (1 A pontok térben, ahol cos (j2 - j1)> 0, az intenzitás I> I1 + I2. Amennyiben a COS (j2 - j1) <О, интенсивность I Az inkoherens hullámok különbség (J2 - J1) folyamatosan változtatjuk, így az átlagos idő értéke cos (j2 - j1) nulla, és az intenzitás a kapott hullám mindenhol azonos, és amikor I1 = I2 egyenlő 2I1 (koherens hullámok egy adott állapotban a maximumnál I = 4i1 a minimumok I = 0). Hogyan hozzunk létre a szükséges feltételek bekövetkezése a beavatkozás fényhullámok? A koherens hullám használják hullám elválasztási módszer, által kibocsátott egyik forrás, két részre, amely, miután elhaladtak a különböző optikai útvonal vannak egymásra, és az interferencia mintázat figyelhető meg. Legyen osztott két koherens hullámok fordulnak elő a egy bizonyos ponton O az M pont, amelyben az interferencia mintázat figyelhető meg, az egyik hullám közegben, amelynek a törésmutatója n2 ment s1, a második - egy olyan közegben, amelynek a törésmutatója n2 - path s2 .Ha a O fázis lengés tömeg, az M pont az első hullám gerjeszti oszcillációs A1 cosw (t - s1 / V1), a második hullám - oszcillációs A2 cosw (t - S2 / V2), ahol v1 = c / n1. v2 = c / n2 - fázissebesség rendre az első és a második hullám. A közötti fáziskülönbség gerjesztett rezgések által hullámok az M pont egyenlő (Figyelembe véve, hogy w / c = 2pv / c = 2pl0 ahol l0 - hullámhossz vákuumban). Artwork sputi geometriai hossza a fényhullám a közegben a törésmutatója n a közeg nevezzük optikai úthossz L, D = L2 - L1 - a különbség az optikai úthosszak végigvezetik hullámok - nevezzük optikai út különbség. Ha az optikai útvonal különbség egyenlő szerves hullámhosszak száma vákuumban majd d = ± 2:00, és gerjesztett rezgések az M mind hullámok fordulnak elő ugyanabban a fázisban. Következésképpen, (172,2) egy feltétele az interferencia maximális. Ha az optikai útvonal különbség majd d = ± (2m + 1) p, és gerjesztett rezgések az M mind hullámok fog bekövetkezni ellenfázisban. Következésképpen, (172,3) van az interferencia minimális feltétele.Kapcsolódó cikkek