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

14 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

48271. Банковское дело 797.5 KB
  Организационноправовые основы создания банка и его структурных подразделений 1. Понятие банка и его организационноправовая форма Банк – кредитная организация которая имеет исключительное право осуществлять в совокупности следующие банковские операции: привлечение во вклады денежных средств физических и юридических лиц размещение указанных средств от своего имени и за свой счет на условиях возвратности платности срочности открытие и ведение банковских счетов физических и юридических лиц. БР устанавливает определенные требования к...
48272. Беларусь у перыяд спаборніцтва і канкурэнцыі двух сацыяльна-палітычных сістэм (2-я палова 40-х – 80-я гг.) 97 KB
  Грамадскапалітычнае жыццё БССР ва ўмовах 2хрушчоўскай адлігіâ€. Сацыяльнаэканамічнае развіццё БССР у 7080я гг. Пад час ваенных дзеянняў і акупацыі было разбурана і спалелна 209 гарадоў і раёцных цэнтраў рэспублікі нашчэнту была разбурана сталіца БССР – Мінск: Пасля вайны нават ставіліся пытанні аб пёраносе сталіцы рэспублікі ў г. у БССР было адноўлена 196 машынабудаўнічых прадпрыемства дзе быў арганізаваны рамонт і выпуск вайсковай тэхнікі і прадукцыі.
48273. Международные экономические отношения 83 KB
  1999 год Тема: Международные товарные биржи. Международные товарные биржи: понятие виды функции. – Россия времена Петра I – наибольшее развитие биржи получили в СанктПетербурге – торговали в основном государственной мануфактурной продукцией. Биржи просуществовали вплоть до 19281929 г.
48274. Виды изделий при конструировании 29 KB
  При разработке конструкции изделия его как правило разделяют на отдельные составные части с целью: 1 более правильного понимания структуры изделия; 2 более правильной обработки изделия на технологичность – его изготовления и сборки по принципу агрегатирования; 3 с целью наиболее оптимального выполнения конструкторских документов на изделие в целом и его составных частей. В рамках курсового проекта рациональной разбивки изделия на составные части является получение наиболее короткой спецификации на изделие в которой будет как можно...
48275. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЛЕКСИЧЕСКИХ ЗНАЧЕНИЙ СЛОВА 243.5 KB
  Виноградов ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЛЕКСИЧЕСКИХ ЗНАЧЕНИЙ СЛОВА Виноградов В. 162189 I Проблема значения слова проблема смысловой стороны слов и выражений существенна для марксистского языкознания. Изучение закономерностей развития словарного состава языка также невозможно без глубокого проникновения в существо исторических изменений значений слов. Следовательно выяснение сущности значения слова анализ качественных изменений в структуре слов в их историческом движении является одной из основных задач лексикологии.
48277. Возведение железо-бетонных конструкций с предварительным напряжением 30 KB
  Предварительное напряжение арматуры при возведении зданий и сооружений в монолитном исполнении применяют для большепролетных ферм балок плит перекрытий контурных элементов оболочек и др. Предварительное напряжение в конструкциях создается по методу натяжения арматуры на затвердевший бетон с линейным ее расположением. Работы с линейной напрягаемой арматурой включают: заготовку напрягаемых арматурных элементов и образование каналов для них; установку арматурных напрягаемых элементов с анкерными устройствами; напряжение арматуры с...