22655

Когерентність хвиль. Явище інтерференції. Інтереферометри

Доклад

Физика

Інтереферометри Якщо при складанні двох коливань різніця фаз коливань хаотично змінюється за час спостереження то коливання називаються некогерентними. Тоді середня енергія результуючого коливання дорівнює сумі середніх енергій початкових коливань. амплітуди початкових коливань. Якщо при складанні двох коливань різніця фаз коливань зберігається за час спостереження то коливання називаються когерентними.

Украинкский

2013-08-04

2.34 MB

13 чел.

27. Когерентність хвиль. Явище інтерференції. Інтереферометри

Якщо при складанні двох коливань різніця фаз коливань хаотично змінюється  за час спостереження, то коливання називаються некогерентними. Тоді середня енергія результуючого коливання дорівнює сумі середніх енергій початкових коливань. При їх додаванні  завжди спостерігається додавання інтенсивностей, тобто інтерференція не має місця.

, - амплітуди початкових коливань.

Якщо при складанні двох коливань різніця фаз коливань зберігається  за час спостереження, то коливання називаються когерентними. Тоді середня енергія результуючого коливання відмінна від суми середніх енергій початкових коливань.

, де  - різниця фаз.Тобто когерентними називають хвилі, які характеризуються однаковою   і незалежною в часі різницею фаз .

Інтерференція – це порушення принципу суперпозиції для інтенсивностей. Умовами  існування інтерференції є: 1) нерівність нулю інтерференційного члену, тобто ; 2) однакова поляризація падаючих хвиль; 3) рівність частот падаючих хвиль; 4) когерентність хвиль.

Розділяють два типи когерентності: часова і просторова. Часова когерентність виникає коли в якості джерел світла є два зображення одного точкового джерела світла, тобто складаються коливання, які відбуваються в різні моменти часу, але в одному і тому самому реальному точковому джерелі світла. Максимально когерентне світло – монохроматичне, некогерентне – біле. Для чисельного опису часової когерентності вводять поняття довжини когерентності.

Довжина когерентності – максимальна різниця ходу між інтерферуючими хвилями, при якій контраст (видність) інтерференційної картини спадає до нуля.

Просторова когерентність виникає, коли коливання відбуваються в різних точках одночасно, тобто виникає просторова когерентність коливань в цих точках. Максимально когерентна хвиля – плоска, некогерентна – хвиля, що пройшла крізь ідальний розсіювач (матове скло).

при ,

при ,

де – порядок інтерференції, – різниця початкових фаз в точці результуючого поля, – різниця ходу хвиль у точці накладання,  – довжина світлової хвилі.

Видність картини або контраст

 ,   якщо  І12,  то   

де - часова різниця ходу між хвилями 1 і 2 в даній точці простору,

величину  називають ступінню когерентності, вона враховує як часову, так і просторову когерентність. При повній просторовій когерентності  вона визначає часову когерентність, і навпаки, при повній часовій когерентності вона визначає просторову когерентність.

Для отримання інтерференційної картини є 2 підходи: а) метод поділу амплітуди(мал. інтерференція в тонких плівках), б) метод поділу фронту (мал. дослід Юнга)

Для спостереження та практичного використання інтерференції розроблено велику кількість інтерферометрів. Майже всі вони працюють за одним і тим же принципом: розщеплення світлового пучка, внесення різниці ходу між розщепленими пучками, зведення їх для отримання інтерференційної картини, а відрізняються лише конструктивною його

реалізацією. Розрізняють двопроменеві та багатопроменеві інтерферометри. Використовують  їх для найрізноманітніших завдань: високоточні вимірювання лінійних та кутових величин, високороздільний спектральний аналіз, високочутливий контроль різних параметрів, тощо. Ось кілька схем набільш широковживаних інтерферометрів.

Майкельсона       Жамена

Маха-Цендера         Фабрі-Перо                   

Зірковий інтерферометр Майкельсона (для вимірювання просторової когерентності)

S1

S2

інтерференція в тонких плівках

Дослід Юнга


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

6452. Мифы в семье: социологический анализ 33.21 KB
  Мифы в семье: социологический анализ Под мифом часто понимают рассказ о божествах или божественных существах, в действительность которых народ верит. Социальная функция мифа при этом не всегда одинакова и зависит от степени культуры народа. В соврем...
6453. Многодетная семья и особенности ее функционирования в современном обществе 41.55 KB
  Многодетная семья и особенности ее функционирования в современном обществе Сегодня в российском обществе многодетность воспринимается как подвергаемая сомнениям ценность. Хотя в ней усматривают символ семейственности и семейного счастья, и о многоде...
6454. Музей в публичном пространстве города: основные направления и функции деятельности 28.47 KB
  Музей в публичном пространстве города: основные направления и функции деятельности Социокультурное пространство современного города представляет собой динамично изменяющуюся среду, стимулирующую тенденции, связанные, в том числе, с переоценкой нравс...
6455. Национальное самосознание и день народного единства: поиск согласия и толерантности 29.17 KB
  Национальное самосознание и день народного единства: поиск согласия и толерантности Общество, являясь динамической системой, постоянно изменяется. Глубокие и резкие социально-политические трансформации в любом обществе всегда сопровождаются об...
6456. Особенности взаимоотношения детей и взрослых в современной семье 31.43 KB
  Особенности взаимоотношения детей и взрослых в современной семье Основу формирования новых психологических и личностных качеств подростков составляет общение в процессе различных видов осуществляемой ими деятельности (учебной, производственной деяте...
6457. Особенности образования и воспитания просвещенной Древней Руси X-XIII веках (на примере произведений древнерусской литературы) 25.06 KB
  Особенности образования и воспитания просвещенной Древней Руси X-XIII веках (на примере произведений древнерусской литературы) Современная российская культура своими корнями уходит в глубокое прошлое. Какой бы отрезок нашей истории мы не взяли, в не...
6458. Особенности потребительского поведения студенческой молодёжи города Иркутска (по результатам социологического опроса) 25.52 KB
  Особенности потребительского поведения студенческой молодёжи города Иркутска (по результатам социологического опроса) Современная молодежь - это поколение, выросшее и сформировавшееся в условиях реформирующейся переходной рыночной экономики. Ст...
6459. Отношение российской молодежи к современной армии: результаты социологического исследования 34.65 KB
  Отношение российской молодежи к современной армии: результаты социологического исследования Изучение готовности российской молодежи к военной службе показывает наличие тревожных социальных тенденций, затрагивающих устойчивость оборонного сознания мо...
6460. Отношение студентов к браку 27.36 KB
  Отношение студентов к браку Актуальность данной темы заключается в том, что в настоящее время большинство молодых людей вступают в брак необдуманно. Некоторые молодые граждане принимают это решение не так серьезно и ответственно, насколь...