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

62297. Дизайн веб-сайта в Фотошоп 2.62 MB
  В этом уроке мы будем использовать Adobe Photoshop для разработки веб-интерфейса, который может быть использован для любого мобильного сайта. Мы будем использовать различные методы, включая формы, маски, иконки, шрифты...