Kuingilia chati. Masharti ya kiwango cha juu na kima cha chini cha

Kuingilia chati - ni mwanga au giza kupigwa kwamba husababishwa na rays ambao ni katika awamu ya au nje ya awamu na kila mmoja. Mwanga mawimbi na kama ni aliongeza wakati kutumika, ikiwa awamu yao sanjari (katika mwelekeo wa kuongeza au kupunguza), au kufuta kila mmoja kama ni katika antiphase. matukio hizi zinaitwa kujenga na uharibifu kuingiliwa, mtawalia. Kama monochromatic mwanga boriti, mawimbi yote na urefu sawa, hupitia mpasuo mbili nyembamba (ya jaribio kwa mara ya kwanza uliofanywa mwaka 1801 na Thomas Young, Kiingereza mwanasayansi, ambaye, kutokana na yeye na hitimisho kwamba wimbi asili ya mwanga), wawili boriti kusababisha inaweza kuelekezwa kwenye screen gorofa ambayo badala ya maeneo mawili zinazoingiliana hutengenezwa kuingiliwa pindo - enhetligt mchanganyiko muundo wa mwanga na maeneo ya giza. Jambo hili kwa kutumika, kwa mfano, katika interferometers kila macho.

superimposed

kufafanua tabia ya superimposed mawimbi kwamba inaelezea tabia za mawimbi superimposed. kanuni yake liko katika ukweli kwamba wakati katika muda wa superimposed mawimbi mbili, usumbufu kusababisha ni sawa na jumla algebraic kwa shida za binafsi. Wakati mwingine katika usumbufu mkubwa sheria hii ni kukiukwa. tabia hii rahisi inaongoza kwa idadi ya athari ambazo zinaitwa kuingiliwa matukio.

uzushi wa kuingiliwa ni sifa ya extremes mbili. mawimbi mbili kuibana maxima sanjari, na ni katika awamu ya na kila mmoja. Kutokana na superimposed ni kuimarisha usumbufu. amplitude ya wimbi la kusababisha mchanganyiko ni sawa na jumla ya amplitudes ya mtu binafsi. Kwa upande mwingine, uharibifu kuingiliwa katika kiwango cha juu cha wimbi moja sanjari na kiwango cha chini cha pili - ni katika upinzani. amplitude ya wimbi la pamoja ni sawa na tofauti kati ya amplitudes sehemu zake. Iwapo wao ni sawa, ni kamili ya uharibifu kuingiliwa, na perturbation ya kati jumla ni sifuri.

majaribio Young

kuingiliwa muundo wa vyanzo viwili wazi inaonyesha kuwepo kwa mawimbi ukipishana. Thomas Young alipendekeza kuwa mwanga - wimbi ambayo kumt'ii kanuni ya superposition. mafanikio yake maarufu na maandamano ya majaribio ya kujenga na uharibifu kuingiliwa na mwanga mwaka 1801 toleo la kisasa ya majaribio Young katika asili hutofautiana tu kwa kuwa anatumia thabiti mwanga vyanzo. Laser enhetligt unatoa mpasuo mbili sambamba uso opaque. Mwanga kupita kupitia kwao, kuna screen mbali. Wakati upana kati ya slits ni kikubwa zaidi kuliko wavelength, sheria ya optics kijiometri aliona - kuonekana kwenye mikoa screen mbili mwanga. Hata hivyo, mbinu ya mpasuo diffracted mwanga na mawimbi kwenye screen ni superimposed juu ya kila mmoja. Diffraction yenyewe matokeo ya wimbi la asili ya mwanga, na bado mfano mwingine wa athari hii.

muundo kuingiliwa

kanuni ya superposition huamua kusababisha kiwango usambazaji kwenye screen mwanga. kuingiliwa muundo hutokea wakati njia tofauti na watakata screen ni sawa na idadi yote ya wavelengths (0, λ, 2λ, ...). tofauti hii kuhakikisha kwamba highs kuja kwa wakati mmoja. Uharibifu kuingiliwa hutokea wakati njia tofauti sawa na nambari kamili ya wavelengths kukabiliana kwa nusu (λ / 2, 3λ / 2, ...). Jung kutumika hoja geometric kuonyesha kuwa superimposed inaongoza kwa mfululizo wa bendi sawa spaced au maeneo yenye ukubwa sambamba na mikoa ya kujenga kuingiliwa, kutengwa kwa maeneo ya giza ya kuharibu.

Hole nafasi

muhimu parameter jiometri na mapengo mawili ni uwiano wa mwanga wavelength λ na umbali kati ya mashimo d. Kama λ / d ni kidogo sana kuliko 1, umbali kati ya bendi itakuwa ndogo na zinazobadilika madhara haziwezi kuonekana. Kwa kutumia slits karibu spaced, Jung alikuwa na uwezo wa kugawanya mwanga na maeneo ya giza. Hivyo, yeye kuamua wavelengths ya rangi inayoonekana mwanga. thamani yake ndogo sana anaelezea kwa nini athari hizi huonekana tu katika hali fulani. Kugawa maeneo ya kujenga na uharibifu kuingiliwa, umbali kati ya chanzo cha mawimbi ya mwanga lazima ndogo sana.

wavelength

Uchunguzi wa athari kuingiliwa changamoto kwa sababu nyingine mbili. Wengi mwanga vyanzo hutoa kuendelea wavelength wigo, kusababisha malezi ya ruwaza nyingi kuingiliwa superimposed juu ya kila mmoja, kila mmoja na muda kati ya mistari. Hii hupunguza madhara zaidi hutamkwa kama vile maeneo ya giza kamili.

coherency

kuingiliwa ambayo inaweza kuzingatiwa juu ya muda mrefu, ni muhimu kutumia thabiti mwanga vyanzo. Hii ina maana kwamba vyanzo mionzi lazima kudumisha mara kwa mara ya awamu ya uhusiano. Kwa mfano, mawimbi mbili harmonic ya mzunguko huo mara zote kuwa na kudumu awamu uhusiano na kila hatua katika nafasi - ama katika awamu au katika awamu ya upinzani, au katika baadhi ya serikali kati. Hata hivyo, zaidi ya vyanzo mwanga hutoa kweli harmonic wimbi. Badala yake, emit mwanga, ambapo random awamu mabadiliko hutokea mamilioni ya mara kwa sekunde. mionzi hiyo inaitwa incoherent.

Bora chanzo - laser

Kuingilia bado ni aliona wakati superimposed mawimbi katika muda wa vyanzo viwili incoherent, lakini kuingiliwa chati kutofautiana nasibu, pamoja na random awamu kuhama. Mwanga sensorer, ikiwa ni pamoja na macho, huwezi kujiandikisha picha kubadilika kwa haraka, na tu nguvu ya wastani wa muda. laser boriti ni karibu monochromatic (m. E. Lina wavelength moja) na highly-. Hivyo ni bora mwanga chanzo kwa kuzingatia madhara ya kuingiliwa.

Uamuzi wa mzunguko

Baada Jung 1802 ya kipimo wavelengths ya mwanga inayoonekana inaweza uhusiano na kasi isiyotosheleza sahihi ya mwanga inapatikana kwa wakati kufanya mahesabu frequency yake kukadiria. Kwa mfano, mwanga kijani ni sawa na kuhusu 6 × ¹⁴ Oktoba Hz. Hii ni vingi vya kiasi mabalimbali zaidi frequency ya vibrations mitambo. Kwa kulinganisha, mtu anaweza kusikia sauti na marudio ya hadi 2 x ¹⁰ April Hz. Nini hasa inatofautiana kwa kiwango bado imebakia siri kwa miaka 60.

Kuingilia katika filamu nyembamba

athari aliona si mdogo na mara mbili watakata jiometri kutumiwa na Thomas Young. Wakati kuna kutafakari na refraction ya rays kutoka nyuso mbili kutengwa kwa umbali kulinganishwa na wavelength kuingiliwa hutokea katika filamu nyembamba. nafasi ya filamu kati ya nyuso inaweza kucheza utupu, hewa, maji au yoyote ya uwazi mwili ngumu. Kutokana inayoonekana athari kuingiliwa ni mdogo na ukubwa wa mikromita chache. mfano maarufu wa filamu yote ni Bubble. Mwanga yalijitokeza kutoka humo, ni superimposed mawimbi mbili - moja ni yalijitokeza kutoka usawa wa mbele, na ya pili - katika nyuma. Yanaingiliana katika nafasi na aliongeza kwa kila mmoja. Kulingana na unene wa filamu sabuni, mawimbi mbili zinaweza kuingiliana kuibana au destructively. hesabu kamili ya muundo kuingiliwa inaonyesha kuwa kwa mwanga na wavelength λ kujenga kuingiliwa ni aliona filamu unene wa λ / 4, 3λ / 4, 5λ / 4, nk, na uharibifu - .. Kwa λ / 2, λ, 3λ / 2, ...

Formula kwa ajili ya kuhesabu

kuingiliwa uzushi mara matumizi mengi, hivyo ni muhimu kuelewa equation ya msingi yanayohusiana dharura. milinganyo zifuatazo kuruhusu hesabu ya thamani mbalimbali yanayohusiana na kuingiliwa, kwa mbili hali yake ya kawaida.

Location mwanga mistari katika majaribio Young, .. Yaani tovuti zenye kujenga kuingiliwa inaweza kuwa mahesabu kwa kutumia usemi: y _{ni mwanga.} = (ΛL / d) m, ambapo λ - wavelength, m = 1, 2, 3, ..., d - umbali kati slits; L - umbali lengo.

.. Location giza bendi, yaani maeneo ya mwingiliano uharibifu anapewa na: y _giza. = (ΛL / d) (m + 1/2).

Kwa wengine aina ya kuingiliwa - katika filamu nyembamba - mbele ya kujenga au uharibifu superimposed huamua awamu mabadiliko ya mawimbi yalijitokeza, ambayo inategemea unene filamu na refractive index ya hiyo. equation kwanza inaeleza kesi ya kukosekana kwa mabadiliko hayo, na ya pili - mabadiliko ya nusu masafa:

2NT = mλ;

2NT = (m + 1/2) λ.

Hapa, λ - wavelength, m = 1, 2, 3, ..., t - njia traversed katika filamu, n - index ya refraction.

Uchunguzi katika asili

Wakati jua huangaza juu ya Bubble, unaweza kuona mkali kupigwa rangi, kwa kuwa wavelengths tofauti wanakabiliwa na kuingiliwa uharibifu na kuondolewa kwenye tafakari. iliyobaki yalijitokeza mwanga inaonekana kama nyongeza rangi ya kuondolewa. Kwa mfano, kama kwa sababu ya kuingiliwa uharibifu haipo sehemu nyekundu, tafakari itakuwa bluu. filamu nyembamba ya mafuta kwenye maji inazalisha athari sawa. Katika maumbile, manyoya ya ndege baadhi, ikiwa ni pamoja tausi na hummingbirds, makombora ya baadhi mende kuonekana Brighter, wakati kubadilisha rangi wakati mabadiliko ya kuangalia pembeni. macho fizikia hapa ni kuingiliwa na mawimbi mwanga yalijitokeza kutoka miundo nyembamba layered au arrays kuonyesha fimbo. Vile vile lulu na shell ni iris, kutokana na superimposed tafakari kutoka matabaka mengi ya lulu. Mawe ya thamani kama vile opal, maonyesho nzuri chati kuingiliwa unasababishwa na kutawanya ya mwanga kutoka miundo ya mara kwa mara lililoundwa na chembe microscopic spherical.

maombi

Kuna maombi ya teknolojia ya kuingiliwa matukio mwanga katika maisha ya kila siku. Wao ni msingi optics fizikia kamera. Kawaida lenzi antireflection mipako ni nyembamba filamu. unene wake na refraction ya rays ni hivyo waliochaguliwa kuzalisha uharibifu kuingiliwa na yalijitokeza mwanga inayoonekana. mipako Zaidi maalumu linalojumuisha sehemu mbalimbali ya filamu nyembamba lengo kwa kupita mionzi tu ndani nyembamba wavelength mbalimbali na hivyo kutumika kama vichujio. mipako multilayer pia kutumika kuongeza reflectivity ya vioo vya darubini angani, na pia resonators macho laser. Interferometry - kipimo mbinu sahihi kutumika kwa ajili ya kusajili mabadiliko kidogo katika umbali jamaa - ni msingi wa uchunguzi wa mabadiliko ya mwanga na bendi giza zinazozalishwa na mwanga yalijitokeza. Kwa mfano, kipimo cha jinsi ya kuingiliwa muundo mabadiliko, utapata kuweka curvature ya nyuso ya vipengele macho katika macho maskio wavelength.