รูปแบบการแทรกแซง ข้อตกลงการใช้สูงสุดและต่ำสุด

รูปแบบการแทรกแซง - มันเป็นแสงหรือสีเข้มลายที่เกิดจากรังสีที่อยู่ในขั้นตอนการหรือออกจากเฟสกับแต่ละอื่น ๆ คลื่นแสงและชอบที่จะมีการเพิ่มเมื่อนำไปใช้ถ้าขั้นตอนของพวกเขาเหมือนกัน (ในทิศทางของการเพิ่มขึ้นหรือลดลง) หรือพวกเขายกเลิกแต่ละอื่น ๆ ถ้าพวกเขาอยู่ใน antiphase ปรากฏการณ์เหล่านี้เรียกว่าแทรกแซงและทำลายตามลำดับ หากลำแสงของรังสีเดียวทั้งหมดที่มีความยาวคลื่นเดียวกันผ่านสองแคบ (ทดลองได้ดำเนินการครั้งแรกใน 1801 โดยโทมัสหนุ่มนักวิทยาศาสตร์ภาษาอังกฤษที่ต้องขอบคุณเขามาถึงข้อสรุปว่าธรรมชาติคลื่นของแสง) สองของแสงที่เกิดขึ้นจะถูกนำ บนหน้าจอแบนแทนของทั้งสองจุดที่ทับซ้อนกันจะเกิดขึ้นนอกรบกวน - สม่ำเสมอสลับรูปแบบของแสงและสีเข้มพื้นที่ ปรากฏการณ์นี้จะใช้ตัวอย่างเช่นใน interferometers แสงทั้งหมด

การทับซ้อน

การกำหนดลักษณะของการทับซ้อนของคลื่นที่อธิบายพฤติกรรมของคลื่นทับ หลักการของมันอยู่ในความจริงที่ว่าเมื่ออยู่ในพื้นที่ของการซ้อนทับสองคลื่นรบกวนส่งผลให้มีค่าเท่ากับผลรวมพีชคณิตของการรบกวนของแต่ละบุคคล บางครั้งที่มีขนาดใหญ่เยี่ยงอย่างกฎนี้เป็นละเมิด ลักษณะการทำงานนี้ง่ายนำไปสู่จำนวนของผลที่เรียกว่าปรากฏการณ์รบกวน

ปรากฏการณ์ของการรบกวนเป็นลักษณะสองขั้ว ทั้งสองคลื่นสร้างสรรค์สูงสุดตรงและพวกเขาจะอยู่ในขั้นตอนกับแต่ละอื่น ๆ ผลมาจากการทับซ้อนคือสร้างความเข้มแข็งของความวุ่นวายที่ ความกว้างของคลื่นผสมส่งผลให้มีค่าเท่ากับผลรวมของช่วงกว้างของคลื่นแต่ละบุคคล ตรงกันข้ามรบกวนทำลายสูงสุดหนึ่งคลื่นสอดคล้องกับขั้นต่ำที่สอง - พวกเขาอยู่ในความขัดแย้ง ความกว้างของคลื่นรวมมีค่าเท่ากับความแตกต่างระหว่างช่วงกว้างของคลื่นของชิ้นส่วนของมัน ในกรณีที่พวกเขามีค่าเท่ากันมันเป็นทำลายอุปสรรคที่สมบูรณ์และการก่อกวนของกลางทั้งหมดเป็นศูนย์

การทดลองของเด็กหนุ่ม

รูปแบบการรบกวนของแหล่งที่มาของทั้งสองอย่างชัดเจนบ่งชี้การปรากฏตัวของคลื่นทับซ้อน โทมัสยัง ชี้ให้เห็นว่าแสง - คลื่นซึ่งเชื่อฟังหลักการของการซ้อน ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนที่มีชื่อเสียงของเขาคือการสาธิตการทดลองของสร้างสรรค์และการทำลายล้าง การรบกวนของแสง ใน 1801 รุ่นที่ทันสมัยของการทดลองของเด็กหนุ่มในธรรมชาติแตกต่างกันเพียง แต่ในการที่จะใช้แหล่งกำเนิดแสงที่เชื่อมโยงกัน เลเซอร์สม่ำเสมอสว่างสองช่องคู่ขนานในพื้นผิวสีขาวขุ่น ผ่านแสงผ่านพวกเขามีหน้าจอระยะไกล เมื่อความกว้างระหว่างช่องที่มีนัยสำคัญมากกว่าความยาวคลื่นกฎของเลนส์เรขาคณิตสังเกต - เห็นบนหน้าจอสว่างสองภูมิภาค อย่างไรก็ตามวิธีการกรีด diffracted แสงและคลื่นบนหน้าจอมีการซ้อนทับกับแต่ละอื่น ๆ การเลี้ยวเบนตัวเองเป็นผลมาจากธรรมชาติคลื่นของแสงและอีกตัวอย่างหนึ่งของผลกระทบนี้

รูปแบบการรบกวน

หลักการของการซ้อน กำหนดส่งผลให้การกระจายความเข้มบนหน้าจอเรืองแสง รูปแบบการรบกวนเกิดขึ้นเมื่อมีความแตกต่างจากเส้นทางช่องเพื่อหน้าจอเท่ากับจำนวนทั้งหมดของความยาวคลื่น (0, λ, 2λ, ... ) ความแตกต่างนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าเสียงสูงมาในเวลาเดียวกัน รบกวนทำลายความแตกต่างเกิดขึ้นเมื่อเส้นทางเท่ากับเลขจำนวนเต็มของความยาวคลื่นชดเชยโดยครึ่งหนึ่ง (λ / 2 3λ / 2, ... ) Jung ใช้ข้อโต้แย้งทางเรขาคณิตแสดงให้เห็นว่าการทับซ้อนนำไปสู่ชุดของวงดนตรีที่มีระยะห่างเท่า ๆ กันหรือพื้นที่ความเข้มสูงที่สอดคล้องกับภูมิภาคของการแทรกแซงที่แยกจากกันโดยบริเวณที่มืดเต็มรูปแบบทำลายล้าง

ระยะห่างระหว่างหลุม

เรขาคณิตตัวแปรที่สำคัญที่มีสองช่องคืออัตราส่วนของλแสงความยาวคลื่นและระยะห่างระหว่างหลุม d ถ้าλ / วันมีมากน้อยกว่า 1 ระยะห่างระหว่างวงดนตรีที่จะมีขนาดเล็กและผลกระทบที่ทับซ้อนกันจะไม่ได้สังเกต ใช้ช่องเว้นระยะอย่างใกล้ชิดจุงก็สามารถที่จะแยกความสว่างและความมืดพื้นที่ ดังนั้นเขากำหนดความยาวคลื่นของสีแสงที่มองเห็น ค่าขนาดเล็กมากของพวกเขาอธิบายว่าทำไมผลกระทบเหล่านี้ได้มีการปฏิบัติภายใต้เงื่อนไขบางอย่าง การแบ่งพื้นที่ของการแทรกแซงและทำลายระยะห่างระหว่างแหล่งที่มาของคลื่นแสงจะต้องมีขนาดเล็กมาก

ความยาวคลื่น

การสังเกตของผลกระทบรบกวนเป็นสิ่งที่ท้าทายสำหรับสองเหตุผลอื่น ๆ แหล่งกำเนิดแสงส่วนใหญ่ส่งเสียงความถี่ความยาวคลื่นอย่างต่อเนื่องส่งผลให้ในรูปแบบของรูปแบบการรบกวนหลายซ้อนทับกับแต่ละอื่น ๆ แต่ละคนมีช่วงเวลาระหว่างลาย นี้จะช่วยลดผลกระทบที่เด่นชัดมากที่สุดเช่นพื้นที่ของความมืดที่สมบูรณ์

การเชื่อมโยงกัน

รบกวนที่อาจจะมีการตั้งข้อสังเกตในระยะเวลานานของเวลาก็เป็นสิ่งจำเป็นที่จะใช้แหล่งกำเนิดแสงที่เชื่อมโยงกัน ซึ่งหมายความว่าแหล่งที่มาของการฉายรังสีจะต้องรักษาความสัมพันธ์ระยะอย่างต่อเนื่อง ยกตัวอย่างเช่นสองคลื่นฮาร์มอนิความถี่เดียวกันมักจะมีความสัมพันธ์ระยะคงที่จุดในแต่ละพื้นที่ - ทั้งในขั้นตอนการหรืออยู่ในช่วงความขัดแย้งหรือในบางรัฐกลาง แต่ส่วนใหญ่ของแหล่งกำเนิดแสงเปล่งคลื่นฮาร์โมนิจริง แต่พวกเขาเปล่งแสงซึ่งในขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นแบบสุ่มนับล้านครั้งต่อวินาที รังสีดังกล่าวเรียกว่าไม่ต่อเนื่องกัน

แหล่งที่เหมาะ - เลเซอร์

การรบกวนเป็นที่สังเกตยังคงทับเมื่อคลื่นในพื้นที่ของทั้งสองแหล่งที่มาไม่ต่อเนื่องกัน แต่รูปแบบแตกต่างกันไปรบกวนสุ่มพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงขั้นตอนการสุ่ม เซ็นเซอร์แสง รวมทั้งดวงตาไม่สามารถลงทะเบียนภาพการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและมีเพียงความเข้มเฉลี่ยของเวลา ลำแสงเลเซอร์เป็นสีเดียวเกือบ (ม. อีประกอบด้วยความยาวคลื่นเดียว) และ highly- มันเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่เหมาะสำหรับการสังเกตผลกระทบรบกวน

การกำหนดความถี่

หลังจาก Jung 1802 ความยาวคลื่นวัดแสงที่มองเห็นสามารถมีความสัมพันธ์กับความเร็วที่ถูกต้องไม่เพียงพอของแสงสามารถใช้ได้ในเวลาในการคำนวณความถี่โดยประมาณ ยกตัวอย่างเช่นสีเขียวอ่อนมีค่าเท่ากับประมาณ 6 × ¹⁴ ตุลาคมเฮิร์ตซ์ นี่คือคำสั่งหลายขนาดมากกว่าความถี่ ของการสั่นสะเทือนทางกล สำหรับการเปรียบเทียบคนสามารถได้ยินเสียงที่มีความถี่สูงสุดถึง 2 × 10 ⁴ เฮิร์ตซ์ ว่าสิ่งที่แตกต่างกันไปในอัตราที่ยังคงเป็นปริศนาสำหรับ 60 ปีข้างหน้า

การแทรกแซงในฟิล์มบาง

ผลกระทบที่สังเกตได้ไม่ จำกัด รูปทรงเรขาคณิตร่องคู่ใช้โดยโทมัสยัง เมื่อมีการสะท้อนและการหักเหของรังสีจากพื้นผิวสองแยกจากกันโดยระยะทางที่เทียบเคียงกับความยาวคลื่นที่สัญญาณรบกวนเกิดขึ้นในฟิล์มบาง บทบาทของภาพยนตร์ระหว่างพื้นผิวที่อาจจะเล่นสูญญากาศ, อากาศ, ของเหลวหรือของแข็งร่างกายโปร่งใส ในแสงที่มองเห็นผลกระทบการรบกวนจะถูก จำกัด ด้วยขนาดของไมโครเมตรไม่กี่ที่ ตัวอย่างที่รู้จักกันในชื่อของหนังเรื่องนี้เป็นฟอง แสงที่สะท้อนจากมันคือการทับซ้อนของทั้งสองคลื่น - หนึ่งคือภาพสะท้อนจากพื้นผิวด้านหน้าและสอง - ด้านหลัง พวกเขาทับซ้อนในพื้นที่และเพิ่มให้กับแต่ละอื่น ๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความหนาของฟิล์มสบู่ที่สองคลื่นอาจโต้ตอบอย่างสร้างสรรค์หรือทำลาย การคำนวณที่สมบูรณ์ของรูปแบบการรบกวนแสดงให้เห็นว่าแสงมีแลมบ์ดาความยาวคลื่นแทรกแซงเกิดขึ้นสำหรับความหนาของฟิล์มของλ / 4, 3λ / 4, 5λ / 4 และอื่น ๆ ดีและทำลาย. - เพื่อλ / 2 λ, 3λ / 2, ...

สูตรสำหรับการคำนวณ

ปรากฏการณ์รบกวนเป็นประโยชน์หลายอย่างดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะเข้าใจสมการพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับการขออนุญาต สมการต่อไปนี้ช่วยให้การคำนวณค่าต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการรบกวนสำหรับสองกรณีที่พบมากที่สุดของมัน

แถบแสงสถานที่ใน การทดลองของเด็กหนุ่ม, .. เว็บไซต์ IE กับแทรกแซงสามารถคำนวณโดยใช้การแสดงออก: y _{ที่มีน้ำหนักเบา} = (ΛL / d) ม. ที่λ - ความยาวคลื่น; m = 1, 2, 3, ... ; d - ระยะห่างระหว่างช่องนั้น L - ระยะทางในการกำหนดเป้าหมาย

.. พื้นที่แถบสีคล้ำคือพื้นที่ของการปฏิสัมพันธ์ของการทำลายล้างจะได้รับโดย: y _{ที่เป็นสีเข้ม} = (ΛL / D) (m + 1/2)

รบกวนสายพันธุ์อื่น ๆ - ในฟิล์มบาง - การปรากฏตัวของการทับซ้อนที่สร้างสรรค์หรือทำลายกำหนดกะระยะของคลื่นสะท้อนซึ่งขึ้นอยู่กับความหนาของฟิล์มและดัชนีหักเหของมัน สมการแรกอธิบายกรณีของการขาดเช่นการเปลี่ยนแปลงและที่สอง - การเปลี่ยนแปลงของครึ่งความยาวคลื่นไปนี้:

2NT = mλ;

2NT = (m + 1/2) λ

นี่λ - ความยาวคลื่น; m = 1, 2, 3, ... ; T - เส้นทางสำรวจในภาพยนตร์; n - ดัชนีหักเห

การสังเกตในธรรมชาติ

เมื่อดวงอาทิตย์ส่องบนฟองคุณสามารถดูลายสีสดใสตั้งแต่ความยาวคลื่นที่แตกต่างที่อาจจะรบกวนทำลายและลบออกจากการสะท้อน แสงสะท้อนที่เหลือปรากฏเป็นกำจัดสีเสริม ตัวอย่างเช่นถ้าเป็นผลมาจากการแทรกแซงการทำลายล้างเป็นส่วนประกอบแดงขาดการสะท้อนจะเป็นสีฟ้า ฟิล์มบางของน้ำมันในน้ำก่อให้เกิดผลที่คล้ายกัน ในธรรมชาติขนของนกบางรวมทั้งนกยูงและนกฮัมมิ่งเบิและเปลือกของแมลงบางสว่างขึ้นในขณะที่การเปลี่ยนสีเมื่อคุณเปลี่ยนมุมมอง ฟิสิกส์แสงนี่คือการรบกวนของคลื่นแสงที่สะท้อนจากโครงสร้างชั้นบางหรืออาร์เรย์สะท้อนให้เห็นถึงแท่ง ในทำนองเดียวกันไข่มุกและเปลือกมีม่านตาเนื่องจากการทับซ้อนของการสะท้อนความเห็นจากหลายชั้นของมุก อัญมณีเช่นโอปอล, จัดแสดงที่สวยงามรูปแบบการรบกวนที่เกิดจากการกระเจิงของแสงจากโครงสร้างปกติที่เกิดขึ้นจากอนุภาคทรงกลมกล้องจุลทรรศน์

ใบสมัคร

มีการใช้งานเทคโนโลยีมากมายของปรากฏการณ์รบกวนแสงในชีวิตประจำวันอยู่ พวกเขาจะขึ้นกล้องเลนส์ฟิสิกส์ ปกติเคลือบเลนส์สะท้อนเป็นฟิล์มบาง ๆ ความหนาและการหักเหของรังสีที่ได้รับการเลือกเพื่อการผลิตรบกวนทำลายของแสงที่มองเห็นได้สะท้อนให้เห็นถึง เคลือบพิเศษเพิ่มเติมประกอบด้วยหลายชั้นของฟิล์มบางที่มีไว้สำหรับการส่งผ่านการฉายรังสีเฉพาะภายในช่วงความยาวคลื่นแคบและด้วยเหตุนี้จะถูกใช้เป็นตัวกรอง เคลือบหลายชั้นนอกจากนี้ยังใช้เพื่อเพิ่มการสะท้อนแสงของกระจกของกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์เช่นเดียวกับ resonators เลเซอร์แสง อินเตอร์เฟอ - วิธีการวัดที่ถูกต้องใช้สำหรับการลงทะเบียนเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ ในระยะญาติ - จะขึ้นอยู่กับการสังเกตการเปลี่ยนแปลงของแสงและแถบสีคล้ำผลิตโดยแสงสะท้อนที่ ยกตัวอย่างเช่นการวัดว่าการเปลี่ยนแปลงรูปแบบการรบกวนช่วยให้การตั้งค่าความโค้งของพื้นผิวขององค์ประกอบแสงในความยาวคลื่นแสงแฉก