हस्तक्षेप ढाँचाहरू। अधिकतम र न्यूनतम सर्तहरू

हस्तक्षेप ढाँचाको - यो दोश्रो चरण मा वा चरण बाहिर छन् जो को रेज कारण छन् प्रकाश वा गाढा धर्काहरू छ। आफ्नो चरणहरु (वृद्धि वा घट्दै को दिशा मा) एकै समयमा पर्नु यदि प्रकाश छालहरू र जस्तै, लागू गर्दा थपिएका छन्, वा तिनीहरूले antiphase छन् भने तिनीहरूले प्रत्येक अन्य रद्द गर्नुहोस्। यी घटना क्रमशः रचनात्मक र विनाशकारी हस्तक्षेप भनिन्छ। monochromatic प्रकाश बीम भने, एउटै लम्बाइ छ जो सबै छालहरू, दुई साँघुरो slits, परिणाम बीम दुई निर्देशित हुन सक्नुहुन्छ (प्रयोग पहिलो उहाँलाई धन्यवाद निष्कर्ष आउनुभएका, प्रकाश को लहर प्रकृति कि थोमस युवा, अंग्रेजी वैज्ञानिक, द्वारा 1801 मा आयोजित गरियो) मार्फत बित्दै दुई मिल्दाजुल्दा स्थलहरू सट्टा हस्तक्षेप fringes गठन जो समतल स्क्रिनमा - समान प्रकाश र अँध्यारो क्षेत्रको ढाँचा एकान्तरण। यो घटना सबै अप्टिकल interferometers मा, उदाहरणका लागि, प्रयोग गरिन्छ।

superposition

superimposed छालहरू व्यवहारलाई वर्णन गर्ने छालहरू एक superposition को परिभाषित विशेषता। यसको सिद्धान्त एक superimposed दुई छालहरू को स्पेस मा, जसको परिणामस्वरूप खलबल व्यक्तिगत disturbances को बीजीय योगफल बराबर हुँदा भन्ने तथ्यलाई मा निहित। कहिलेकाहीं ठूलो perturbations यो नियम उल्लङ्घन गरिएको छ। यो सरल व्यवहार हस्तक्षेप घटना भनिन्छ कि प्रभाव को एक नम्बरमा जान्छ।

हस्तक्षेप को घटना दुई अचाक्ली द्वारा विशेषता छ। दुई छालहरू constructively maxima एकै समयमा पर्नु, र तिनीहरूले प्रत्येक अन्य संग चरण छन्। को superposition को परिणाम खलबल को बलियो बनाउँछ छ। परिणामस्वरूप मिश्रित लहर को आयाम व्यक्तिगत आयोम योगफल बराबर छ। Conversely, एक लहर अधिकतम मा विनाशकारी हस्तक्षेप दोस्रो न्यूनतम संग coincides - तिनीहरूले विरोध छन्। संयुक्त लहर को आयाम यसको घटक भागहरु को आयोम भिन्नता बराबर छ। तिनीहरूले बराबर हो जहाँ मामला मा, यो पूर्ण विनाशकारी हस्तक्षेप छ, र कुल मध्यम को perturbation शून्य छ।

युवा गरेको प्रयोग

दुई स्रोतहरु को हस्तक्षेप ढाँचा स्पष्ट मिल्दाजुल्दा छालहरू उपस्थिति संकेत गर्छ। थोमस युवा सुझाव प्रकाश - superposition सिद्धान्त obeys जो एक लहर। आफ्नो प्रसिद्ध उपलब्धि प्रयोगात्मक को रचनात्मक र विनाशकारी को प्रदर्शन थियो प्रकाश को हस्तक्षेप प्रकृतिका युवा गरेको प्रयोग को आधुनिक संस्करण यो सुसंगत प्रकाश स्रोतहरु प्रयोग मात्र अलग 1801 मा। लेजर समान को अपारदर्शी सतह दुई समानान्तर slits illuminates। तिनीहरूलाई मार्फत प्रकाश बित्दै जाँदा, एक रिमोट स्क्रिन छ। को slits बीच चौडाई तरङलम्बाइ भन्दा एकदम ठूलो छ जब, geometrical प्रकाशिकी को नियम मनाया - स्क्रीन दुई उज्यालो क्षेत्रहरु मा देख्न। तथापि, slits को दृष्टिकोण प्रकाश diffracted र स्क्रिनमा छालहरू प्रत्येक अन्य मा superimposed छन्। Diffraction नै प्रकाश को लहर प्रकृति को एक परिणाम, र यो प्रभाव अर्को उदाहरण हो।

यो हस्तक्षेप ढाँचा

superposition को सिद्धान्त को उज्यालो स्क्रिनमा परिणामस्वरूप तीव्रता वितरण निर्धारण गर्छ। स्क्रिन गर्न भट्ठा देखि बाटो फरक तरंग दैर्ध्य (0, λ, 2λ, ...) को सम्पूर्ण नम्बर बराबर छ जब हस्तक्षेप ढाँचा हुन्छ। यो फरक सुनिश्चित गर्दछ कि Highs एकै समयमा आउँछन्। विनाशकारी हस्तक्षेप हुन्छ जब बाटो फरक आधा द्वारा अफसेट तरंग दैर्ध्य को एक पूर्णांक नम्बर बराबर (λ / 2, 3λ / 2, ...)। जंग को superposition उत्तिकै दूरीमा बैंड वा उच्च तीव्रता क्षेत्रमा पूर्ण विनाशकारी गाढा क्षेत्रमा विभाजित रचनात्मक हस्तक्षेप को क्षेत्रहरु, अनुरूप एक श्रृंखला निम्त्याउँछ भनी देखाउने ज्यामितीय तर्क गरिन्छ।

होल दूरी

दुई slits एउटा महत्त्वपूर्ण प्यारामिटर ज्यामिति ज्योति तरङलम्बाइ λ को अनुपात र किया प्वालहरू बीच दूरी छ। λ / घ 1 भन्दा धेरै कम छ भने, बैंड बीच दूरी सानो हुनेछ र अतिव्यापी प्रभाव अवलोकन छैन। राम्ररी अन्तरालमा slits प्रयोग गरेर जंग ज्योति र गाढा क्षेत्रमा विभाजन गर्न सक्षम थियो। तसर्थ, उहाँले देखिने हल्का रंग को तरंग दैर्ध्य निर्धारित। यी प्रभाव मात्र केही अवस्थामा अवलोकन किन आफ्नो अति सानो मूल्य बताउँछन्। रचनात्मक र विनाशकारी हस्तक्षेप को क्षेत्रमा विभाजन गर्न, प्रकाश छालहरू स्रोत बीच दूरी धेरै सानो हुनुपर्छ।

तरङलम्बाइ

हस्तक्षेप प्रभाव को अवलोकन अन्य दुई कारणहरूले चुनौतीपूर्ण छ। सबैभन्दा प्रकाश स्रोतहरूले धर्काहरू बीच एक अन्तराल संग प्रत्येक अन्य, प्रत्येक मा superimposed धेरै हस्तक्षेप ढाँचाको गठन परिणामस्वरूप, एक लगातार तरङलम्बाइ स्पेक्ट्रम emits। यो यस्तो पूर्ण अन्धकारको क्षेत्रमा रूपमा सबैभन्दा उच्चारण प्रभाव समाप्त।

coherency

त्यो हस्तक्षेप समय लामो अवधिमा अवलोकन गर्न सकिएन, यो सुसंगत प्रकाश स्रोतहरु प्रयोग गर्न आवश्यक छ। यो विकिरण स्रोतहरू एक स्थिर चरण सम्बन्ध कायम हुनुपर्छ भन्ने हो। चरण मा वा चरण विरोध मा या त, या केही मध्यवर्ती अवस्थामा - उदाहरणका लागि, एउटै आवृत्ति दुई हर्मोनिक छालहरू सधैं एक स्थिर चरण प्रत्येक बिन्दुमा गर्न ठाउँ मा सम्बन्ध छ। तथापि, प्रकाश स्रोतहरु को सबै भन्दा साँचो हर्मोनिक लहर emits। बरु, तिनीहरू अनियमित चरण परिवर्तन प्रति सेकेन्ड पटक लाखौं हुन्छ जो प्रकाश, फेंकना। यस्तो विकिरण incoherent भनिन्छ।

आदर्श स्रोत - लेजर

दुई incoherent स्रोतहरू को अन्तरिक्ष मा छालहरू superimposed गर्दा हस्तक्षेप अझै पनि अवलोकन छ, तर हस्तक्षेप ढाँचाको अंधाधुंध, सँगै अनियमित चरण पारी संग फरक हुन्छन्। प्रकाश सेन्सर, आँखा सहित एक तेजी परिवर्तन छवि दर्ता गर्न सक्नुहुन्छ, र समय मात्र औसत तीव्रता। लेजर बीम लगभग monochromatic (एम। ई एकल तरङलम्बाइ हुन्छन्) छ र एक highly-। यो हस्तक्षेप प्रभाव नियालेर लागि एक आदर्श प्रकाश स्रोत हो।

आवृत्ति को संकल्प

जंग 1802 पछि देखिने प्रकाश को उपाय तरंग दैर्ध्य यसको अनुमानित आवृत्ति गणना गर्न समय उपलब्ध प्रकाश को अपर्याप्त सही गति संग correlated गर्न सकिन्छ। उदाहरणका लागि, हरियो हल्का बारेमा 6 × 10 ¹⁴ हर्ट्ज बराबर छ। यो फ्रिक्वेन्सी भन्दा ठूलो परिमाण धेरै आदेश छ यांत्रिक कंपन को। तुलना लागि, एक व्यक्ति 2 × ¹⁰ अप्रिल हर्ट्ज आवृति संग ध्वनि सुन्न सक्नुहुन्छ। के ठीक एक दरमा भिन्न अझै अर्को 60 वर्ष को लागि एक रहस्य रह्यो।

पातलो चलचित्रमा हस्तक्षेप

को अवलोकन प्रभाव थोमस युवा प्रयोग डबल भट्ठा ज्यामिति सीमित छैन। त्यहाँ दुई सतहहरु को तरङलम्बाइ संग तुलना एक दूरी द्वारा विभाजित देखि रेज एक प्रतिबिम्ब र अपवर्तन हुँदा, हस्तक्षेप पातलो चलचित्रमा हुन्छ। को सतहहरु बीच फिलिम को भूमिका एक निर्वात, हावा, तरल वा कुनै पनि पारदर्शी ठोस शरीर प्ले हुन सक्छ। देखिने प्रकाश मा हस्तक्षेप प्रभाव केही micrometers को आकार द्वारा सीमित छन्। सबै फिलिम को एक उदाहरण ज्ञात बबल छ। एक सामने सतह देखि प्रतिबिम्बित छ, र दोस्रो - - पछाडि हल्का यसलाई देखि दुई छालहरू एक superposition छ प्रतिबिम्बित। तिनीहरूले ठाउँ मा ओभरल्याप र प्रत्येक अन्य थपियो। को साबुन फिलिम को मोटाई आधारमा, दुई छालहरू constructively वा destructively अन्तरक्रिया सक्छ। को हस्तक्षेप ढाँचा पूर्ण गणना एक तरङलम्बाइ λ रचनात्मक हस्तक्षेप λ / 4 को एक फिलिम मोटाइ लागि अवलोकन छ, 3λ / 4 प्रकाश, 5λ / 4, आदि, र विनाशकारी लागि भनेर संकेत गर्छ - .. λ गर्न / 2, λ, 3λ / 2, ...

गणना लागि सूत्र

हस्तक्षेप घटना धेरै प्रयोगहरू थियो, त्यसैले यसलाई अतिरिक्त सम्बन्धी आधारभूत समीकरण बुझ्न महत्त्वपूर्ण। निम्न समीकरण यसको दुई भन्दा साधारण अवस्थामा लागि, हस्तक्षेप सँग सम्बन्धित विभिन्न मान गणना गर्न अनुमति दिन्छ।

स्थान प्रकाश स्ट्रिप्स युवा गरेको प्रयोग, .. रचनात्मक हस्तक्षेप संग अर्थात् साइटहरु अभिव्यक्ति प्रयोग गरेर गणना गर्न सकिन्छ: वाई _{ज्योति हो।} = (ΛL / घ) पु, जहाँ λ - तरङलम्बाइ; पु = 1, 2, 3, ...; घ - को slits बीच दूरी; एल - दूरी लक्षित गर्न।

.. स्थान अँध्यारो बैंड, अर्थात् विनाशकारी अन्तरक्रिया को क्षेत्रमा दिएको छ: वाई _{गाढा छ।} = (ΛL / घ) (एम + 1/2)।

पातलो चलचित्रमा - - अन्य प्रजाति हस्तक्षेप लागि रचनात्मक वा विनाशकारी superposition उपस्थिति जो फिलिम मोटाइ र यसलाई को अपवर्तनी सूचकांक निर्भर परिलक्षित छालहरू को चरण पारी, निर्धारण गर्छ। पहिलो समीकरण यस्तो पारी को अभाव को मामला, र दोस्रो वर्णन - आधा तरङलम्बाइ एक पारी:

2nt = mλ;

2nt = (एम + 1/2) λ।

यहाँ, λ - तरङलम्बाइ; पु = 1, 2, 3, ...; टी - फिल्म traversed बाटो; N - अपवर्तन को सूचकांक।

प्रकृतिका अवलोकन

जब सूर्य बबल चम्कन्छ, तपाईं देखि तरंग दैर्ध्य अलग विनाशकारी हस्तक्षेप गर्न subjected र प्रतिबिम्ब हटाइएको छन्, उज्ज्वल रंग धर्काहरू देख्न सक्छौं। बाँकी परावर्तितप्रकास एक पूरक रंग हटाउन रूपमा देखिन्छ। उदाहरणका लागि, विनाशकारी हस्तक्षेप को परिणाम अनुपस्थित रातो घटक छ रूपमा भने प्रतिबिम्ब नीलो हुनेछ। पानी मा तेल को पातलो फिलिम यस्तै प्रभाव उत्पादन गर्छ। प्रकृति मा, मोर र hummingbirds, र केही beetles को गोले सहित केही चरा, को पंख रंग परिवर्तन गर्दा हेर्ने कोण परिवर्तन गर्दा, उज्जवल देखिन्छन्। यहाँ अप्टिकल भौतिक को पातलो स्तरित संरचना वा arrays छड प्रतिबिम्बित देखि परावर्तितप्रकास छालहरू को हस्तक्षेप छ। त्यस्तै मोती र खोल कारण मोती बहु तहहरू देखि विचार को superposition गर्न, आइरिस छन्। यस्तो आपल रूपमा रत्नहरू, प्रदर्शनी सुन्दर हस्तक्षेप नियमित संरचना सूक्ष्म गोलाकार कणहरु द्वारा गठन देखि प्रकाश को तितर-बितर कारण ढाँचाहरू।

आवेदन

त्यहाँ दैनिक जीवनमा हल्का हस्तक्षेप घटना धेरै प्राविधिक आवेदन छन्। तिनीहरूले भौतिक क्यामेरा प्रकाशिकी आधारित छन्। सामान्य लेंस antireflection कोटिंग पातलो फिलिम छ। यसको मोटाई र रेज को अपवर्तन त प्रतिबिम्बित देखिने प्रकाश को विनाशकारी हस्तक्षेप उत्पादन रोजेका हुन्छन्। संकीर्ण तरङलम्बाइ दायरा भित्र मात्र विकिरण पारित लागि अभिप्रेरित र यसैले पातलो फिलिमहरु बहु तहहरू मिलेर थप विशेष कोटिंग्स फिल्टर रूपमा प्रयोग गरिन्छ। Multilayer कोटिंग्स पनि Astronomical दूरबीनें को दर्पण को reflectivity, साथै अप्टिकल लेजर resonators वृद्धि गर्न प्रयोग गरिन्छ। Interferometry - नातेदार दूरी मा सानो परिवर्तन दर्ताको लागि प्रयोग सही मापन विधि - प्रकाश को फेरबदल र परावर्तितप्रकास उत्पादित गाढा बैंड को अवलोकन मा आधारित छ। उदाहरणका लागि, हस्तक्षेप ढाँचा परिवर्तन कसरी एक मापन, एक अप्टिकल तरङलम्बाइ lobes मा अप्टिकल घटक को सतहहरु को झुकाव सेट गर्न अनुमति दिन्छ।