Pola gangguan. Katentuan Pangginaan supados langkung maksimal lan minimal

pola gangguan - iku cahya loreng utawa peteng sing disebabake dening cahyo kang ana ing phase utawa metu saka phase karo saben liyane. ombak cahya lan kaya sing ditambahake nalika Applied, yen fase sing pas (ing arah saka nambah utawa mudun), utawa padha mbatalake saben liyane yen lagi ing antiphase. fénoména iki disebut gangguan mbangun lan cilaka, mungguh. Yen Beam cahya monochromatic, kabeh ombak kang duwe dawa padha, liwat loro slits panah (percobaan punika pisanan dilakokaké ing taun 1801 dening Thomas Young, ilmuwan Inggris, sing, thanks kanggo wong teka menyang kesimpulan sing sifat gelombang cahaya), loro saka Beam asil bisa langsung ing layar warata kang tinimbang loro panggonan nyalip sing kawangun pinggiran gangguan - seragam gantian pola cahya lan wilayah peteng. fenomena iki digunakake, contone, ing kabeh interferometers optik.

superposition

The mesthi karakteristik saka superposition ombak sing nggambaraké sifat gelombang dilapisake. asas sawijining dumunung ing kasunyatan yen ing papan saka dilapisake loro ombak, gangguan ing asil punika witjaksono menyang aljabar jumlah saka kerusuhan individu. Kadhangkala ing gangguan gedhe aturan iki wis nerak. prilaku prasaja iki ndadékaké kanggo sawetara efek sing disebut fenomena gangguwan.

Fenomena iki ditondoi dening loro extremes. Loro ombak constructively Maxima pas, lan padha ing phase karo saben liyane. Asil superposition punika penguatan gangguan ing. Amplitudo saka gelombang mixed asil witjaksono menyang jumlah saka amplitudes individu. Kosok baline, gangguan cilaka ing maksimum sak gelombang bertepatan karo minimal liya - lagi ing musuh. Amplitudo saka gelombang digabungake punika witjaksono menyang prabédan antarane amplitudes bagean komponèn sawijining. Ing kasus ngendi lagi padha, iku gangguan cilaka lengkap, lan gangguan saka total medium iku nul.

jajalan enom

Pola gangguan saka rong sumber cetha nuduhake ing ngarsane saka ombak nyalip. Thomas Young disaranake sing cahya - gelombang kang netepi prinsip superposition. prestasi kang misuwur ana ing demo eksperimen saka mbangun lan cilaka gangguan saka cahya ing 1801 versi modern eksperimen Young ing alam bedo mung ing sing migunakake sumber cahya manéka warna takson. Laser seragam murup loro slits podo ing lumahing opaque. maringaken cahya liwat mau, ana layar remot. Nalika jembaré antarane slits Ngartekno luwih saka gelombang ing, aturan saka optik géometris diamati - katon ing layar loro wilayah murup. Nanging, pendekatan slits diffracted cahya lan ombak ing layar sing dilapisake ing saben liyane. Sebaran iku dhewe akibat saka sifat gelombang cahya, lan durung liyane conto iki efek.

Pola gangguan

Prinsip superposition nemtokake distribusi kakiyatan asil ing layar murup. Pola gangguan occurs nalika prabédan path saka irisan kanggo layar witjaksono kanggo kabèh nomer gelombang (0, λ, 2λ, ...). prabédan iki agawé dhuwur teka ing wektu sing padha. gangguan cilaka occurs nalika prabédan path witjaksono kanggo nomer ongko gelombang nutup kerugian dening setengah (λ / 2, 3λ / 2, ...). Jung digunakake bantahan geometris kanggo nuduhake yen superposition ndadékaké menyang seri saka band merata diwenehi jarak utawa wilayah dhuwur kakiyatan cocog kanggo wilayah saka gangguan mbangun, dipisahake dening wilayah peteng kebak cilaka.

Lubuk let

Parameter geometri penting karo loro slits punika aspek saka λ gelombang cahya lan jarak antarane bolongan d. Yen λ / d akeh kurang saka 1, ing jarak antarane bands bakal cilik lan efek nyalip sing ora diamati. Nggunakake slits rapet diwenehi jarak, Jung bisa dibagi cahya lan wilayah peteng. Mangkono, wong ditemtokake dawané gelombang cahya werna katon. Nilai sedikit sing jelas kok efek sing diamati mung ing kahanan tartamtu. Kanggo dibagi wilayah gangguan mbangun lan cilaka, ing jarak antarane sumber ombak cahya kudu cilik.

gelombang

Observasi efek gangguan nantang kanggo loro alasan liyane. Paling sumber cahya mancaraken spektrum gelombang dadi, asil ing tatanan saka macem-macem pola gangguan kang dilapisake ing saben liyane, saben karo interval antarane loreng. Iki ngilangake efek paling pocapan, kayata wilayah saka pepeteng lengkap.

coherency

gangguan sing bisa diamati liwat suwene wektu, iku perlu nggunakake sumber cahya manéka warna takson. Iki tegese sumber radiation kudu njaga hubungan phase pancet. Contone, loro ombak selaras frekuensi padha tansah duwe hubungan phase tetep kanggo saben titik ing papan - salah siji ing phase utawa ing musuh phase, utawa ing sawetara negara penengah. Nanging, sing paling saka sumber cahya mancaraken gelombang selaras bener. Nanging, padha emit cahya, kang owah-owahan phase acak ana yuta kaping per detik. radiation kuwi diarani incoherent.

sumber becik - laser

Campur tangan isih diamati nalika dilapisake ombak ing papan kang rong sumber incoherent, nanging pola gangguan beda-beda acak, bebarengan karo shift phase acak. sensor cahya, kalebu mata, ora bisa ndhaftar image ganti kanthi cepet, lan mung kakiyatan saben wektu. Sinar laser meh monochromatic (m. E. kasusun saka gelombang siji) lan highly- a. Iki minangka sumber cahya becik kanggo ngisi efek gangguan.

Netepake frekuensi

Sawise Jung 1802 gelombang ngukur cahya katon bisa hubungan karo kacepetan insufficiently akurat saka cahya kasedhiya ing wektu kanggo ngetung frekuensi kira-kira sawijining. Contone, cahya ijo iku witjaksono kanggo babagan 6 × 10 ¹⁴ Hz. Iki akeh pesenan saka gedhene luwih saka frekuensi saka getaran mechanical. Kanggo comparison, wong bisa krungu swara karo jumlah nganti 2 × ¹⁰ Hz April. Apa persis beda-beda gumantung ing tingkat isih tetep misteri kanggo 60 taun.

Gangguan film lancip

efek diamati sing ora winates kanggo géomètri irisan pindho digunakake dening Thomas Young. Nalika ana bayangan lan refraction sinar saka loro lumahan dipisahake dening jarak iso dibandhingke karo gelombang ing, gangguan ana ing film lancip. Peran film antarane lumahing bisa muter vakum, online, Cairan utawa awak ngalangi transparent. Ing cahya katon efek gangguan sing winates dening ukuran saka sawetara mikrometer. Conto misuwur film punika gelembung. Cahya dibayangke saka iku, iku superposition saka loro ombak - siji kacetha saka lumahing ngarep, lan liya - ing mburi. Padha tumpang tindih ing papan lan ditambahake kanggo saben liyane. Gumantung ing kekandelan saka film sinetron, loro ombak bisa sesambungan constructively utawa destructively. A pitungan lengkap pola gangguan nuduhake sing kanggo cahya kanthi dawa gelombang λ gangguan mbangun wis diamati kekandelan film saka λ / 4, 3λ / 4, 5λ / 4, etc., lan cilaka - .. Kanggo λ / 2, λ, 3λ / 2, ...

Formula kanggo ngitung

fenomena gangguwan akeh Efesus, supaya iku penting kanggo ngerti rumus dhasar hubungane thereto. Persamaan ngisor ngidini pitungan saka macem-macem nilai gadhah gangguan, kanggo loro kasus paling umum.

ngudani Lokasi cahya ing eksperimen Young kang, .. Camping Ie karo campur tangan mbangun bisa diwilang nggunakake expression: y _{iku cahya.} = (ΛL / d) m, ngendi λ - gelombang; m = 1, 2, 3, ..., d - jarak antarane slits; L - kadohan kanggo target.

.. Lokasi bands peteng, IE wilayah saka interaksi cilaka diwenehi dening: y _{iku peteng.} = (ΛL / d) (m + 1/2).

Kanggo gangguan spesies liyane - ing film lancip - ngarsane superposition mbangun utawa cilaka nemtokake shift phase saka ombak dibayangke, kang gumantung ing kekandelan film lan indeks bias saka iku. Rumus pisanan describes kasus saka anané shift kuwi, lan liya - a shift saka setengah panjang gelombang ing:

2nt = mλ;

2nt = (m + 1/2) λ.

Kene, λ - gelombang; m = 1, 2, 3, ..., t - path traversed ing film; n - indeks saka refraction.

Observasi ing alam

Nalika srengenge cemlorot ing gelembung, sampeyan bisa ndeleng ing loreng colored padhang, wiwit gelombang beda sing dirégóni cilaka lan dibusak saka bayangan. Isih lampu dibayangke katon minangka aman werna congenital. Contone, yen minangka asil saka gangguan cilaka iku komponèn abang absen, bayangan bakal biru. Ing film lancip saka lenga ing banyu mrodhuksi efek sing padha. Ing alam, wulu sawetara manuk, kalebu manuk merak lan hummingbirds, lan meriam sawetara beetles katon padhang, nalika ganti werna nalika ngganti amba ndeleng. fisika optik punika gangguan ombak cahya dibayangke saka struktur dilapisi lancip utawa susunan nggambarake kesatuan. Kajaba mutiara lan kerang sing Iris, amarga superposition saka Renungan saka sawetara lapisan saka mutiara. sesotya kayata opal, ngetokne patron gangguan ayu nyebabake laré cahya saka struktur biasa kawangun dening partikel bundher mikroskopik.

aplikasi

Ana akeh aplikasi teknologi fénoména gangguan cahya ing saben dinten gesang. Padha adhedhasar optik kamera fisika. Normal nutupi lensa antireflection punika film lancip. kekandelan lan refraction sinar supaya milih kanggo gawé gangguan cilaka saka dibayangke cahya katon. kemul maneh dumadi saka sawetara lapisan saka film lancip dimaksudaké kanggo maringaken mung radiation ing sawetara gelombang panah lan Empu digunakake minangka saringan. kemul Multilayer uga digunakake kanggo nambah reflectivity saka mirrors saka teleskop astronomi, uga laser resonators optik. Interferometry - cara Takeran akurat digunakake kanggo ndhaftar owah-owahan cilik ing kadohan relatif - adhedhasar pengamatan saka papindhahan saka cahya lan bands peteng diprodhuksi dening cahya sing dibayangke. Contone, ukuran saka carane ngganti pola gangguan, ngidini kanggo nyetel lengkungan lumahan saka komponen optik ing bagèyan lobus gelombang optis.