Różnica między dyfrakcją a zakłócenia

5052
1272
Hilarion Porębski

Dyfrakcja i zakłócenia są dwoma zjawiskami opartymi na zasadzie superpozycji fal. W przeszłości istniało duże rozróżnienie między tymi dwoma zjawiskami, wśród których nie ma podstawowych różnic. Mianowicie interferencja jest wynikiem superpozycji miareczkowania dwóch fal, które są synchronicznie miareczkowane z pewną różnicą w fazie. Podczas gdy dyfrakcja jest wynikiem superpozycji i kontinuum fal i/lub źródeł, które są ponownie synchroniczne i mają określone wskaźniki fazowe.

Co to jest dyfrakcja?

Zgodnie z terminem dyfrakcja rozważamy wynik superpozycji kontinuum różnych źródeł o identycznej częstotliwości źródeł fazowych. W celu uproszczenia obliczeń możemy użyć przybliżenia, w którym wymiary źródła i/lub przysłony, przez które promieniowanie jest uwalniane, jest niewielka w porównaniu z odległością, w której rozważany jest wynik zjawiska dyfrakcji. W obliczeniach zasada Hygensów okazuje się bardzo pomocna. Zasada higenu stwierdza, że wszystkie te punkty frontu falowego można uznać za źródła fal spójnych oscylujących. Na przykład, jeśli mamy zasłonę, która zapobiega propagacji fali i wykonujemy na niej niewielki otwór, wszystkie punkty tej samej fazy między krawędziami otworu są spójnymi źródłami nowej fali. Oczywiście, jeśli pierwotne źródło oscylacji jest wystarczające pod względem źródła punktowego (), wówczas wspólne punkty otworów otworu można uznać za synchroniczne źródła oscylacji dla zjawiska dyfrakcji. Dyfrakcyjna (optyczna) siatka wykonuje się ze szklaną płytą (siatką) z dużą liczbą równoległych łatek na równych połączeniach. Dyfrakcyjna siatka służy do wywołania wzoru dyfrakcji światła o wysokiej intensywności. Warunki tworzenia maksimum dyfrakcji i minimum to:

Maksymalna dyfrakcja: dsinφ = n λ

Dyfrakcja minimalna: dsinφ = (2n + 1) λ / 2

gdzie d jest stałą siatki dyfrakcyjnej, λ jest długością fali, a N - liczba całkowita posiadająca wartości = 1, 2, 3…

Co to jest zakłócenia?

W superpozycji dwóch fal mechanicznych może powstać konstruktywne i niszczące zakłócenia. W przypadku konstruktywnej zakłócenia, wynikowa amplituda jest większa niż jakakolwiek indywidualna amplituda fali, która sprawia, że ta superpozycja, podczas gdy w zakłóceniu destrukcyjnym powstała amplituda jest niższa niż jakakolwiek amplituda poszczególnych fal, które powodują tę interferencję. Zasadniczo wszystkie zakłócenia fal światła wzrasta, gdy pole elektromagnetyczne zawierające poszczególne fale jest nałożone na falę powstałą. Jeśli obok siebie umieszczane są dwie lampy, nie zostaną wykryte zakłócenia, ponieważ fale jednej lampy są emitowane niezależnie od fal drugiej żarówki. Emisje z tych dwóch żarówek nie mają stałej różnicy fazowej w czasie. Fale świetlne ze zwykłych źródeł, takich jak żarówka, są spowodowane losowymi zmianami o wielkości 10-8 s. W konsekwencji warunki konstruktywnej zakłócenia, zakłóceń destrukcyjnych lub przerywanego czasu trwania są większe niż 10-8 s sekwencje wielkości. Ponieważ oko nie może zaobserwować tak krótkich zmian, nie wykryto żadnych zakłóceń. Źródła, w których mamy szybką zmianę różnicy fazowej, nazywane są nie-tylnymi. Aby mieć zrównoważoną zakłócenia, które można zaobserwować, należy spełnić następujące warunki: źródło musi być spójne (różnica w fazach musi być stała, jedna w stosunku do drugiej), źródło powinno być monochromatyczne (źródło jednego długość fali). Aby mieć stabilny wzór zakłóceń, musimy mieć fale między których różnica fazowa jest stała. Na przykład fale dźwiękowe emitowane z dwóch głośników umieszczonych obok siebie podłączone do jednego wzmacniacza mogą się ze sobą zakłócać, ponieważ te dwa głośniki są spójne. Wynika to z faktu, że oba głośniki są połączone z tym samym wzmacniaczem, więc ich odpowiedź na wzmacniacz jest jednocześnie. Podstawową podstawową metodą uzyskania dwóch spójnych źródeł światła jest zastosowanie monochromatycznego źródła przy niedrożności z dwoma otworami (pęknięcia). Światło, które pojawia się na tych dwóch pęknięciach, jest spójne, ponieważ pochodzi z tego samego źródła.