Aralashish naqsh. maksimal va minimal shartlari

Shovqin nusxalarini - bu bir-biri bilan bosqichida yoki bosqichi chiqib bo'lgan nurlari tomonidan chaqiriladi ochiq yoki quyuq chiziqlar bo'ladi. amaliy qachon ularning turli yo'nalishlarda, (ortib yoki kamayib yo'nalishi bo'yicha) mos bo'lsa, nur to'lqinlar va shunga o'xshash, qo'shiladi, yoki ular antifaz bo'lsa, ular bir-biriga bekor. Bu hodisalar, o'z navbatida, konstruktiv va destruktiv aralashish deyiladi. monoxromatik nur bo'lsa, bir xil uzunligi barcha to'lqinlar, ikki tor yoriq, natijada nuri ikki yo'nalgan bo'lishi mumkin (tajriba birinchi unga rahmat yorug'lik to'lqin tabiati, degan xulosaga keldi, Tomas Young, ingliz olimi tomonidan 1801 yilda o'tkazilgan) orqali o'tadi o'rniga ikki ketma-ket kelgan dog'lar aralashish sochib, shakllanadi tekis ekranda - bir xil nur va qorong'u joylari naqsh galma. Bu hodisa butun optik interferometrdan, masalan, ishlatiladi.

süperpozisyon

bindirilmiş to'lqinlar harakati tasvirlangan to'lqinlar bir toplamsal aniqlash xususiyati. Uning qonun bir bindirilmiş ikki to'lqinlar fazoda, natijada tashvish individual tartibsizliklar algebraik yig'indisi teng ekanligi yotadi. Ba'zan katta chetlashish bu qoida buzilgan bo'ladi. Bu oddiy xulq aralashish hodisalar deyiladi ta'siri bir qator sabab bo'ladi.

aralashuv hodisa ikki haddan bilan ifodalanadi. Ikki to'lqin konstruktiv Maxima mos, va ular bir-birlari bilan bosqichi mavjud. toplamsal natijasi buzilishi mustahkamlash hisoblanadi. Olingan aralash to'lqin amplitudasi individual amplitüdlerinin summasiga teng bo'ladi. Aksincha, bir to'lqin maksimal destruktiv aralashish ikkinchi minimal to'g'ri keladi - ular muxolifat mavjud. birlashgan to'lqin amplitudasi uning tarkibiy qismlari amplitüdler orasidagi farq tengdir. Ular teng holda, u to'liq zararli aralashish, va umumiy o'rta tartibsizlik nol bo'ladi.

Yang ning tajriba

ikki manbalardan to'siq o'rnak aniq ketma-ket kelgan to'lqinlar mavjudligini ko'rsatadi. Tomas Yosh nur taklif - toplamsal tamoyilini itoat qilsa bir to'lqin. Uning mashhur muvaffaqiyat konstruktiv va destruktiv tajriba namoyish bo'ldi yorug'lik interferentsiyasi tabiat yosh qizlar eksperiment zamonaviy versiyasi faqat u izchil nur manbalari foydalanadi farq 1801 yilda. Laser bir xil xira yuzasida ikki parallel yoriq, yonib bitadi. ular orqali Light o'lim, uzoq, bir ekran bor. yoriq orasida kengligi to'lqin uzunligi nisbatan sezilarli darajada katta bo'lsa, geometrik optika qoidalari kuzatdi - ekran ikki yoritilgan hududlarida ko'rish. Biroq, yoriq yondashuv engil diffracted va ekranda to'lqin bir-biriga ustiga etiladi. Difraksiyon yorug'lik to'lqin tabiatiga bir imkoniyat, va bu ta'sir yana bir misol o'zi.

aralashish namuna

toplamsal tamoyili yoritilgan ekranda natijasida tezlik taqsimlanishini belgilaydi. ekranga tirqishida dan yo'l farqi to'lqin uzunligi (0, λ, 2λ, ...) butun soniga teng bo'lsa, to'siq o'rnak sodir bo'ladi. Bu farq eng yuqori bir vaqtning o'zida kelib ta'minlaydi. Zararli aralashish sodir bo'lsa yarim ofset to'lqin uzunligi bir butun son soniga teng yo'l farqi (λ / 2, 3λ / 2, ...). Jung süperpozisyon zararli to'liq qorong'u joylarda bilan ajratilgan konstruktiv aralashish hududlarida, mos teng intervalda kengliklarida yoki yuqori tezlik joylarda bir qator olib keladi, deb ko'rsatish uchun geometrik dalillarni ishlatiladi.

teshik oralig'i

ikki yoriq bilan bir muhim parametr geometriya yorug'lik to'lqin uzunligi, l nisbati va d teshiklari orasidagi masofa. λ / d 1 ancha kam bo'lsa, kengliklarida orasidagi masofa kichik bo'ladi va nizomiga muvofiq ta'siri kuzatilmaydi. biriga yaqin intervallarni bilan, Jung nur va zulmat joylar ajratish imkoniga ega bo'ldi. Shunday qilib, u ko'rinadigan yorug'lik ranglar to'lqin ayiqchalar belgilab. Bu effektlar faqat ma'lum sharoitlarda kuzatiladi nega ularning juda kichik qiymati tushuntiradi. konstruktiv va destruktiv aralashish joylari ajratish uchun, engil to'lqinlar manbai orasidagi masofa juda kichik bo'lishi kerak.

to'lqin uzunligi

shovqin ta'sirini kuzatish ikki boshqa sabablarga ko'ra oson emas. Eng yengil manbalari darradan o'rtasida oralatib har biri bir-biriga ustiga bir necha to'siq naqsh shakllanishi, natijada uzluksiz to'lqin uzunligi spektrlarini chiqaradi. Bu to'liq zulmat joylarda kabi eng talaffuz ta'sir, yo'q qiladi.

muvofiqlikni

Bu to'siq vaqt uzoq vaqt davomida kuzatilgan mumkin, u izchil nur manbalari foydalanish lozim. Bu nurlanish manbalaridan doimiy bosqich munosabatlarni saqlab kerak, degan ma'noni anglatadi. Misol uchun, bir xil chastotali ikki garmonik to'lqin har doim kosmosda har bir nuqtasiga bir belgilangan bosqich munosabatlarga ega - bosqichida yoki o'zgarishlar muxolifatini, yoki ba'zi oraliq holatda ham. Biroq, yorug'lik manbalarining eng to'g'ri monand to'lqin chiqaradi. Buning o'rniga, ular tasodifiy o'zgarishlar o'zgarish sekundiga marta millionlab sodir bo'lgan nur, chiqaradi. Bunday nurlanish mantiqsiz deb ataladi.

Ideal manbai - lazer

ikki mantiqsiz manbalari kosmosda to'lqinlari bindirilmiş qachon aralashish hali kuzatiladi, lekin aralashish naqsh tasodifiy o'zgarishlar emirilishi bilan birga, tasodifiy farq qiladi. Sensor, ko'zlari shu jumladan, bir tez o'zgaruvchan tasvir ro'yxatdan mumkin emas, va vaqt faqat o'rtacha tezlik. lazer nur deyarli monoxromatik (m. E. bitta to'lqin uzunligi iborat) va bir highly-. Bu shovqin ta'sirini kuzatib uchun ideal yorug'lik manbai hisoblanadi.

chastotasi aniqlash

Jung 1802 so'ng paydo bo'ladi nur o'lchov to'lqin uzunligi uning taxminiy chastotasini hisoblash vaqtida mavjud yorug'lik yetarli darajada aniq tezlik bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Misol uchun, yashil nur haqida 6 × ¹⁴ oktyabr Hz ga teng. Bu chastotasi nisbatan kattaroq miqyosda ko'plab buyurtmalar bo'lgan mexanik tebranish. Taqqoslash uchun, bir kishi × 10 ⁴ 2 Hazrati qadar chastota bilan tovushni eshitishingiz mumkin. Nima aynan bir kursi o'zgaradi hali keyingi 60 yil davomida sir bo'lib qoldi.

ingichka filmlarda aralashish

kuzatilgan ta'siri Tomas Young ishlatiladigan ikki yoriq geometriya cheklangan emas. to'lqin uzunligi bilan teng bir masofa bilan ajratilgan ikki sirt nurlarining bir ko'zgu va sinishi bor bo'lsa, to'siq ingichka filmlar uchraydi. yuzalar orasidagi film roli bir vakuum, havo, suyuqlik yoki har qanday shaffof jism tanani o'ynash mumkin. Ko'rinuvchi yorug'likdan tashqari shovqin ta'siri bir necha mikrometre miqdorlarini tomonidan cheklangan. Barcha filmi A ma'lum misol bir ko'pik hisoblanadi. Bir old yuzasi aks, va ikkinchi - - orqa nur undan ikki to'lqinlar bir ketma-ket kelishi hisoblanadi aks ettirgan. Ular fazoda ustiga o'raydigan va bir-biriga qo'shiladi. sovun film qalinligi qarab, ikki to'lqin konstruktiv yoki halokat shovqin mumkin. aralashish naqsh to'liq hisob-konstruktiv aralashish l / 4 kino qalinligi uchun kuzatiladi λ to'lqin, 3λ / 4 bilan nur, 5λ / 4, va hokazo, va halokat uchun ekanligini ko'rsatadi - .. L uchun / 2, λ, 3λ / 2, ...

hisoblash uchun formulalar

aralashish hodisa ko'p foydalanish edi, shuning uchun u unga doir asosiy tenglamani tushunish muhimdir. Quyidagi tenglamalar ikki eng keng tarqalgan hollar, aralashuvi bilan bog'liq turli qadriyatlar hisob beradi.

Holati yengil chiziqlar Yang ning eksperiment, .. konstruktiv aralashuvi bilan Ya'ni saytlar ifoda yordamida hisoblab chiqish mumkin: y _nur. = (ΛL / d) m, qaerda λ - to'lqin uzunligi; m = 1, 2, 3, ...; d - yoriq orasidagi masofa; L - masofa maqsad uchun.

zararli hamkorlikning hududlar tomonidan berilgan, ya'ni .. Manzil qalin chiziqlar,: y _qorong'u. = (ΛL / d) (m + 1/2).

yupqa filmlarda - - boshqa turlari Shovqinni konstruktiv yoki zararli toplamsal mavjudligi film qalinligi va uning sinishi indeksi bog'liq aks to'lqinlar o'zgarishlar belgilaydi. birinchi tenglama bunday o'zgarish bo'lmagan taqdirda, va ikkinchi ta'riflaydi - yarim to'lqin uzunligi bir Shift:

2nt = mλ;

2nt = (m + 1/2) λ.

Bu yerda, λ - to'lqin uzunligi; m = 1, 2, 3, ...; t - filmida bosib o'tgan yo'li; n - nurning sinishi indeksi.

tabiatda kuzatish

quyosh qabariq haqida porlaydi qachon turli to'lqin uzunliklari zararli aralashish duchor va aks ettirish chiqariladi, chunki, siz, yorqin rangli chiziqlar ko'rish mumkin. Qolgan aks nur bir-birini to'ldiruvchi rang olib tashlash kabi ko'rinadi. zararli aralashish natijasida yo'q qizil qismi sifatida, masalan, aks ko'k bo'ladi. suv ustida neft yupqa kino shunga o'xshash ta'sir ishlab chiqaradi. Tabiatda, Tovus qushi va hummingbirds, va ba'zi qo'ng'izlarning shells jumladan ba'zi qushlar, tuklar siz tomosha nazarini o'zgartirish qachon rangini o'zgartirish esa, porloq ko'rinadi. Bu erda optik fizika asolarini aks yupqa qatlamli tuzilmalari yoki massivida aks nur to'lqinlar to'siq hisoblanadi. Xuddi marvarid va qobiq tufayli marvariddan ko'p qatlamlardan ko'zgu süperpozisyonu uchun, Iris bo'ladi. Bunday opal kabi qimmatbaho toshlar, mikroskopik butun zarralar hosil muntazam tuzilmalari tomonidan nur tarqala oqibatida ko'rgazma go'zal aralashish naqsh.

ariza

kundalik hayotda yengil aralashish hodisalarni ko'p texnologik dasturlar mavjud. Ular fizika kamera Optika asoslangan. Oddiy linzalar ko'zgu qarshi qoplama ingichka film. Uning qalinligi va nurlarining sinishi shunday aks ko'rinadigan yorug'lik zararli shovqin ishlab chiqarish uchun tanlandi. Shuning uchun tor, to'lqin uzunligi diapazoni doirasida faqat nurlanish o'tib uchun mo'ljallangan va nozik filmlarning bir necha qatlamlari iborat ko'p maxsus qoplamalar filtrlar sifatida ishlatiladi. Ko'p qoplamalar ham astronomik teleskoplar oynalarida aks ettirish, shuningdek, optik lazer resonatöre oshirish uchun ishlatiladi. Interferometri - nisbiy masofa kichik o'zgarishlar ro'yxatdan o'tkazish uchun ishlatiladigan aniq o'lchash usullari - yorug'lik smenada va aks nur tomonidan ishlab chiqarilgan qorong'i kengliklarida rioya asoslangan. Misol uchun, to'siq o'rnak o'zgartiradi qanday bir o'lchov, optik, to'lqin uzunligi, peshonaning optik komponentlar yuza egrilik belgilash uchun imkon beradi.