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

12 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

67363. Перехоплення всіх винятків 78.5 KB
  Часто доцільно використовувати настанову catch(...) як останній «рубіж» catch-послідовності. У цьому випадку вона забезпечує перехоплення винятків усіх інших типів (тобто не передбачених попередніми catch-виразами). Наприклад, розглянемо ще одну версію попереднього коду програми...
67364. ПРАВОСОЗНАНИЕ И ПРАВОВОЕ ВОСПИТАНИЕ 137 KB
  Нормы права нормативные акты правоприменительные решения и другие юридические феномены могут рассматриваться как своеобразные теоретические и практические проекции культуры для обозначения которых в этом качестве науке необходимо специальное понятие.
67365. Повторне генерування винятку 79.5 KB
  Для того, щоби повторно згенерувати винятки в його обробнику, необхідно використовувати throw-настанову без вказання типу винятку. У цьому випадку поточний виняток передається в зовнішню try/catch-послідовність. Найчастіше причиною для такого виконання настанови throw слугує прагнення мати доступ до одного винятку декільком обробникам.
67366. ПРАВОВАЯ КУЛЬТУРА. ПОНЯТИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 116.5 KB
  Для раскрытия сущности обозначенной проблемы необходимо рассмотреть исходные предпосылки и принципы формирования теории правовой культуры проанализировать последнюю как объект изучения и типы знаний об этом объекте определить круг исследуемых вопросов...
67368. Потоки. Класи потоків С++ 177.5 KB
  На сьогодні існують дві версії бібліотеки об'єктно-орієнтованого введення-виведення даних, причому обидві широко використовуються програмістами: стара, що базується на оригінальних специфікаціях мови C, і нова – визначається стандартом мови програмування C++.
67369. ПРАВОВОЙ НИГИЛИЗМ И ПРАВОВОЙ ИДЕАЛИЗМ 245.5 KB
  Проблема правового нигилизма и правового идеализма в учебной литературе по теории государства и права до сих пор не рассматривалась. Современное российское общество характеризуется множеством различных противоречий среди которых наблюдается и такое как причудливое переплетение...
67370. Перевантаження операторів введення-виведення даних 85.5 KB
  У розглянутих раніше прикладах програм для виконання операції введення або виведення «класових» даних створювалися функції-члени класів, призначення яких полягало тільки у тому, щоб ввести або вивести ці дані. Незважаючи на те, що у такому вирішенні цих питань немає нічого неправильного, проте у мові...
67371. МЕХАНИЗМ ПРАВОВОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ 118.5 KB
  Право — многогранное явление, призванное регулировать общественные отношения. Его можно рассматривать с разных сторон. В роли социального феномена цивилизации, элемента культуры, меры свободы и справедливости право в большей степени...