Előadás 11 fényinterferenciákkal

Interferencia a fény. koherens hullám

A koncepció a „koherencia” egyenértékű a „jóváhagyás”, „korreláció”, „kohézió”.

Általában, alatt koherens optika észre korreláció (kapcsolat) bármely jellemzői a fényhullám (például hullám fázis) tekinthető különböző pontjain a tér különböző időpontokban.

Vegyünk két síkhullámok az azonos frekvencián és polarizáció. Ezek a két koherens hullámok azonos polarizációs a rajz síkjában, hogy származhatnak forrásokból S 1 és S 2, a megfigyelési készül egy ponton M.

Az így kapott hullám lineárisan polarizált.

Legyen ezek a hullámok alkotnak szuperpozíció és az M pont mért intenzitás I. kapott átlagolt a megfigyelési idő t 1. A szükségességét átlagolási abból a tényből fakad, hogy a frekvencia w a fényhullám nagyon nagy: a X = 500 nm W / 2p

6 × 1014 Hz. Emiatt bármely könnyű vevő képes regisztrálni érték átlaga a megfigyelési idő t >> T = 1 / n (n = W / 2p)

, t. k. kettős optikai frekvencia

A 1 és A 2 függetlenek a t idő az E x1 és E x2 - .. monokromatikus hullámok

Megfigyelt interferencia a fény - amplifikáció vagy csillapítás.

, - véletlenszerű kezdeti szakaszában a hullámok - meghatározott fényforrások - azok koherens.

Ahhoz, hogy teljesen koherens források, akkor az átlagolás nem szükséges.

Ha a lineárisan polarizált hullámokat egymásra merőleges síkban, akkor a fáziskülönbség t. K. és a T. K ..

Ebben a hullám, általában elliptikusan poláros, és az interferencia minta formájában váltakozó min és max nem figyelhető meg.

koherencia időn időbeli koherencia, a koherencia hossz

Tekintsünk egy pontszerű fényforrás (mondjuk atom), amely bocsát ki nonmonochromatic fényt. Feltesszük, hogy az atom fényt bocsát ki egy bizonyos frekvencia, de csak véges ideig t. Ilyen sugárzás nem tekinthető monokromatikus, t. K. Monochromaticity jelenti harmonikus végtelenül folyamaton. Ebben az esetben, ez olyan, mint egy „rongyos hullám”, a „darab a hullám”, hívjuk a hullám vonat.

Tegyük fel, hogy a pont a kibocsátott hullám vonat, amely a B pontnál két részre vonatok. Továbbá, ezek a két vonat halad a különböző utak megfelelnek a C pontban Ha van egy olyan pont, hogy találkozzon egy részét ugyanazon a vonaton.

Van egy kereszt-korreláció a két gerenda - sugarak koherens.

Ha, akkor azon a ponton, a találkozó különböző hullámsorozat. Az összefüggés a különböző vonatok nem, ők nem következetesek.

Abban az esetben van szükség, hogy beszéljünk a parciális korrelációs (részleges koherencia).

Idő t. jellemző a hosszú vonat, az úgynevezett koherencia idő.

Távolság a koherenciahossz. Az említett koherencia nevezik átmeneti. Minél több t. A nagyobb időintervallum megfigyelt korreláció optikai rezgések, a nagyobb mértékű a időbeli koherencia (t ® ¥ teljes koherencia).

Mi korlátozza a koherenciát a lézer: km Hz. Ez több, mint a távolság a Föld a Hold: 3,8 × 105 km.

Vegyünk két részben koherens hullám vonatot.

Tegyünk - jellemzi az olyan mértékű átfedés vonatok (együttható) időbeli koherencia

Koger. nekoger. rész

Koger. nekoger része. rész

Láthatósága vagy kontraszt az interferencia mintázat

Két koherens hullám a különböző független atomok alkalmatlan. Azonban még a hőt (összefüggéstelen) fényforrás lehet beszerezni koherens áramot, ha visszatükröződés vagy fénytörés megosztani új gerendák és arra késztetik őket, hogy megfeleljen elmúlása után különböző módon és. Nyilvánvalóan nem haladhatja meg az átlagos hossza vonat atomi sugárzás.

Lézer - erőteljes forrásai a koherens sugárzás = 1 cm - 106 km. CW lézerek bocsátanak végtelenül tartós szinuszos.

Időbeli koherencia és mértéke monochromaticity

Hullámszéria által kibocsátott atom - a „rongyos szinusz”, azaz tart egy korlátozott ideig ... t. e. jelentése nem periodikus folyamat. Ezért hullám vonat egy frekvencia n 0 és T időtartamú is képviselteti magát szuperpozíciója monokromatikus hullámok különböző frekvenciákkal n (spektrális Fourier expanziós; periodikus függvény mint ismeretes, lehet bővíteni Fourier-sor.)

- a valószínűsége, hogy egy szuperpozíció monokromatikus hullámok frekvenciája a tartományban n és n + dn. A funkció E (n) az úgynevezett frekvencia spektrum a jel E (n). Az ismert tulajdonságai a Fourier-transzformáció, már

Így. minden aperiodikus folyamat kialakulásához vezet egy folytonos spektrum, amelynek szélessége határozza meg T időtartamú. Ha szimulálják hullámszéria kifejezési:

Figyelembe véve, hogy az E (t) ¹0 csak a tartományban -t / 2 és a t / 2. kap

A funkció van: a fő maximális I = A2 egy = 0