Interferentzia ereduak. gehienezko eta gutxienezko baldintzak

Interferentzia ereduak - marra argia edo iluna duten izpiak dira fasean edo fase kanpo elkarren eragindako da. olatuak Argia eta antzekoak gehitu dira aplikatuko, beren fase datoz gero (handituz edo jaitsiz norabidean), edo elkarri bertan behera utzi dute dira antifaseko ere bada. fenomeno hauek deitzen konstruktiboa eta suntsitzailea interferentzia, hurrenez hurren. monokromatikoak argi-sorta gero, olatu guztiak bertan luzera bera dute, bi slits estuak (esperimentu lehen 1801 urtean egin zen Thomas Young, English zientzialaria, nork, berari esker ondorioztatu zen argiaren uhin-izaera duten moduan), sortutako habe bi zuzendu ahal izango dira igarotzen pantaila laua ordez bi lekuak bata bestearen gainean interferentzia mugetan sortzen dira on - uniformeki argi eta eremu ilun eredua txandakatuz. Fenomeno hau erabiltzen da, adibidez, interferometro optiko guztietan.

gainjartze

definitzeko olatuak gainjartzea bat gainjarritako olatuak portaera deskribatzen duen ezaugarria. Bere printzipioa, izan ere, orduan a gainjarritako bi olatu espazioan, sortutako traba aljebraiko banakako istiluen batura berdina da datza. Batzuetan perturbazio handietako arau hau urratzen ari da. portaera sinple honek deitzen dira interferentzia fenomeno efektu zenbaki bat dakar.

interferentzia fenomenoa da bi mutur ezaugarri. Bi Olatuak konstruktiboan maxima datoz, eta fase dute elkarren artean. gainjartze emaitza traba indartzea da. ondorioz, uhin mistoa anplitudea banakako amplitudes batura berdina da. Aitzitik, olatu bat, gehienez ere suntsitzailea interferentzia gutxieneko bigarren dator dira - oposizioan dute. olatu konbinatuta anplitudea Osagaien amplitudes arteko aldea berdina da. Kasu honetan, non berdinak dira urtean osorik suntsitzailea interferentzia da, eta guztira ertaineko perturbazio zero da.

Young-en esperimentua

interferentzia bi iturriak eredua argi bata bestearen gainean olatuak presentzia adierazten du. Thomas Young proposatu duen argi - zein bestearen printzipioa obeditzen olatu bat. Bere lorpen ospetsua konstruktiboa eta suntsitzailea manifestazio esperimentala izan zen argiaren interferentzia 1801ean Young-en esperimentua bertsio modernoa naturan koherente argi iturri erabiltzen dela bakarrik desberdina. Laser uniformeki opakua azalera bi slits paralelo argitzen. Horien bitartez Argia joana, ez dago urruneko pantaila bat da. Noiz slits arteko zabalera da uhin-luzera baino nabarmen handiagoa, optika geometrikoak arauak behatu - argiztatutako pantaila bi eskualdeen ikusi. Hala ere, slits ikuspegi argi difraktatutan eta pantailako olatuak bata bestearen gainean jarriko dira. Difrakzioa argiaren uhin izaeraren ondorioz, eta hala ere efektu hori beste adibide bat da bera.

interferentzia patroia

gainjartze printzipioa ondorioz, intentsitatea argiztatuta pantailan banaketa zehazten du. interferentzia patroia gertatzen pantailara slit batetik bidea aldea uhin (0, λ, 2λ, ...) kopuru osoari berdina da. Alde hori bermatzen highs hori, aldi berean datoz. Suntsitzailea interferentzia gertatzen da bidea aldea zenbaki oso desplazamendu erdira uhin-kopuru berdina (λ / 2, 3λ / 2, ...). Jung erabilitako argumentuak geometriko bestearen gainean banda berdin bananduta edo intentsitate handiko eremuetan interferentzia konstruktiboa eskualde, eremu ilun betea suntsitzailea bereizita dagokion sail bat eramaten erakusteko.

Hole tartea

bi slits parametro geometria garrantzitsu bat argi uhin luzera λ-erlazioa eta d zulo arteko distantzia da. λ / d 1 baino askoz txikiagoa bada, bandak arteko distantzia txikia izango da eta bata bestearen gainean ondorioak ez dira ohartu. estuki bananduta slits erabiliz, Jung argia eta eremu iluneko zatitzeko gai izan zen. Horrela, ikusgai argi kolore uhin zehaztu zuen. Haien balio oso txikiak azaltzen du zergatik ondorio horiek dira soilik baldintza jakin batzuetan ikusitako. interferentzia konstruktiboa eta suntsitzailea arlo zatitzeko, olatuak argi iturburu arteko distantzia oso txikia izan behar du.

uhin-luzera

interferentzia ondorioak behatu beste bi arrazoi erronka. argi iturri gehienek etengabeko uhin-luzera espektro bat igortzen du, elkarri, bakoitzak gainean marra arteko tarte bat anitz interferentzia ereduak eraketa ondorioz. Hau da gehien nabarmenagoa efektuak, hala nola, iluntasun osoa arlo gisa kanporatzea.

koherentzia

interferentzia That denbora epe luze bat baino gehiago antzeman daitezke, beharrezkoa da koherente argi iturri erabiltzeko. Horrek esan erradiazio iturri dela etengabeko fasean harreman bat mantendu behar. Adibidez, bi frekuentzia berean olatuak harmonikoa dute beti fasean puntu bakoitza harreman finko bat espazioan - bai fasean edo fase oposizioan, edo tarteko egoera batzuetan. Hala ere, argi iturri gehienak benetako harmoniko uhin igortzen. Horren ordez, argia, bertan ausazko fase-aldaketa gertatzen segundoko milioika aldiz igortzen dute. Horrelako erradiazio da inkoherentea izeneko.

Ideal jatorria - laser

Interferentzia oraindik ohartu denean, uhinak gainjarritako bi iturri inkoherentea espazioan, baina interferentzia ereduak aldatu egiten dira ausaz, elkarrekin ausazko fase shift batekin. sentsore Argia, begiak barne, ezin azkar aldatzen irudi bat erregistratu, eta batez besteko denbora intentsitatea bakarra. Laser ia monokromatikoa (m. E. uhin-luzera bakar bat osatzen dute) eta Oso prestakuntza altua izan da. ideal argi interferentzia ondorioak behatzeko iturri bat da.

maiztasuna zehaztea

Jung 1802 ondoren neurri argi ikusgaia uhin baten argi garai haren gutxi gorabeherako maiztasuna kalkulatzeko eskuragarri abiadura nahikoa zehatzak korrelazioan daiteke. Adibidez, argi berdea 6 × 10 ¹⁴ Hz berdina da. Hau magnitude maiztasuna baino handiagoa aginduak asko da bibrazio mekanikoen. Konparazio baterako, pertsona bat soinu maiztasunak apirilaren 2 × ¹⁰ Hz arte entzun daiteke. Zer zehazki tasa aldatu egiten da oraindik ere, hurrengo 60 urtetan misterio bat mantendu.

film mehe interferentzia

ikusitako ondorioak ez dira Thomas Young-ek erabiliko bikoitza slit geometria mugatuta. Noiz ez da isla eta errefrakzio bi gainazal Distantzia uhin alderatu bereizita batetik izpiak da, interferentzia film mehe batean gertatzen da. azaleren arteko film papera hutsean, airea, likidoak edo edozein gorputz solidoa gardena jolastu daiteke. argi ikusgaia ere interferentzia ondorioak mikrometroak batzuk tamainak mugatzen dira. film guztien adibide ezaguna A burbuila bat da. Argi islatzen bertatik, bi uhinen gainjartze bat da - bat dago aurreko azalera islatzen da, eta bigarren - atzeko aldean. bata bestearen gainean espazioan dute eta elkarri gehitu. xaboi film lodiera arabera, bi olatu konstruktiboan edo destructively elkarreragin dezake. interferentzia patroia kalkulatzeko osoa erakusten uhin luzera lambda a konstruktiboa interferentzia film λ / 4-ko lodiera gertatzen batera argia, 3λ / 4, 5λ / 4, eta abar D., eta suntsitzailea dela. - to x / 2, λ, 3λ / 2, ...

kalkulatzeko formulak

interferentzia fenomeno erabilera asko izan zen, beraz, garrantzitsua da bertan agertutako lotutako oinarrizko ekuazioa ulertzeko. Hurrengo ekuazioak du interferentzia lotutako, bere bi kasu ohikoena hainbat balioen kalkulua ahalbidetzen.

Kokapena argi zerrendatan Young-en esperimentua, .. Hau interferentzia konstruktiboa guneak kalkulatu daiteke adierazpena erabiliz: y _arin. = (ΛL / d) m, non λ - uhin-luzera; m = 1, 2, 3, ...; d - slits arteko distantzia; L - distantzia helburu.

.. Kokapena banda iluna da, hau elkarrekintza suntsitzaileak arloetan da: y _{iluna da.} = (ΛL / d) (m + 1/2).

film mehe batean - - beste espezie interferentzia For gainjartze konstruktiboa edo suntsitzailea presentzia fasea islatzen uhinen aldaketa, eta horrek film lodiera eta errefrakzio haren indizearen araberakoa zehazten du. Lehenengo ekuazioa aldaketa bat, hala nola eza kasuan, eta bigarrena deskribatzen - uhin erdi aldaketa bat:

2nt = mλ;

2nt = (m + 1/2) λ.

Hemen, λ - uhin-luzera; m = 1, 2, 3, ...; t - bidea filma zeharkatu; n - errefrakzio indizea.

Naturan Behaketa

eguzkiaren globoa distira denean, distiratsua koloreko marra ikus daiteke, uhin-luzera desberdinak dira interferentzia suntsitzailea jasaten geroztik eta hausnarketa kenduko. islatzen argi geratzen da osagarria kolorea kentzea gisa agertzen da. Adibidez, interferentzia suntsitzailea ondorioz absent osagai gorria bada, isla urdina izango da. olio film mehe The ur gainean antzeko efektua sortzen du. Naturan, hegazti batzuk, indioilarrak eta hummingbirds, eta zomorro batzuk maskorrak barne lumak agertzen itxaropen, berriz aldatzen kolorea aldatzen duzunean ikusteko angelua. fisika optiko hemen olatuak argia mehe geruzetan egitura edo matrizeak barrak islatzen islatzen interferentzia da. Era perlak eta oskol Iris dira, ondorioz perla geruza anitz hausnarketak gainjartzea. harribitxiak esaterako opal bezala, erakusketa eder interferentzia mikroskopikoak partikulak esferiko osatutako egiturak ohiko argi dispertsio eragindako ereduak.

aplikazio

Badira argi interferentzia fenomenoen aplikazio teknologiko asko eguneroko bizitzan. fisika kamera optikoa oinarritzen dira dute. Normal lenteak antireflection estaldura film mehe bat da. Bere lodiera eta izpien errefrakzio beraz aukeratzen dira islatzen argi ikusgai interferentzia suntsitzailea ekoizteko. estaldurak gehiago espezializatuak film mehe estuetan uhin luzera sorta baten barruan erradiazio bakarrik pasatzen zuzendua eta, beraz, geruza bat baino gehiago osatutako iragazkiak gisa erabiltzen dira. Anitzeko estaldurak halaber teleskopio astronomikoa ispilu reflectivity, baita optikoa laser erresonadoreak handitzeko erabiltzen dira. Interferometria - distantzia erlatiboa aldaketa txikiak erregistratzeko erabilitako zehatza neurtzeko metodoak - da argi txandak eta islatzen argi sortutako banda ilun behaketan oinarritzen da. Adibidez, interferentzia eredua nola aldatzen neurketa bat, aukera ematen osagai optiko gainazal kurbatura ezartzeko baten uhin-luzera optiko lobulu ditu.