Fāžu atšķirība pret ceļa atšķirību
Fāžu starpība un ceļa atšķirība ir divi ļoti svarīgi jēdzieni optikā. Šīs parādības ir redzamas uz gaismas viļņa modeļa problēmām, kas gaismu uztver kā ceļojošu vilni. Abas ceļa atšķirības un fāžu starpība ir ļoti svarīgas, izskaidrojot tādas parādības kā Janga dubultās spraugas eksperiments, vienas spraugas difrakcija, Ņūtona gredzeni, plānas plēves iejaukšanās, Fresnela dubultā spoguļa eksperiments, Fresnela difrakcija, difrakcijas režģi un zonas plāksnes. Šīm parādībām ir arī tādi pielietojumi kā Cornu spirāle un Fresnela biprisms. Šajā rakstā mēs padziļināti apspriedīsim, kas ir fāžu starpība un ceļa atšķirība, kā arī to nozīme, pielietojums un atšķirības.
Fāžu atšķirība
Lai saprastu fāžu starpību, vispirms ir jāsaprot, kas ir “fāze”. Braucošo vilni var definēt, izmantojot vienādojumu Y (x) = A sin (ωt - kx), kur Y (x) ir nobīde uz y ass punktā x, A ir viļņa amplitūda, ω ir leņķa frekvence viļņa t, ir laiks, k ir viļņu vektors vai dažreiz to sauc par viļņa numuru, x ir vērtība uz x ass. Viļņa fāzi var interpretēt vairākos veidos. Visizplatītākais ir tas, ka tā ir viļņa (ωt - kx) daļa. Var redzēt, ka pie t = 0 un x = 0 fāze ir arī 0. ωt ir to kopējo apgriezienu skaits, ko viļņa avots ir veicis, kad laiks ir t, (ωt - kx) ir avota kopējais leņķis ir pagriezies. Fāžu starpība ir noderīga tikai tad, ja runa ir par vienas frekvences viļņiem. Fāžu starpība norāda, cik daudz vilnis atpaliek vai noved attiecībā pret citu vilni. Ja divi viļņi traucē un to fāžu starpība ir nulle, iegūtā viļņa amplitūda ir divu krītošo viļņu pievienošana; ja fāžu starpība ir 180 ° vai π radiāni, rezultāts ir atņemšana starp abām amplitūdām.
Ceļu atšķirība
Divu viļņu ceļu starpību var sadalīt divās kategorijās. Pirmais ir fiziskā ceļa atšķirība, bet otrais - optiskā ceļa starpība. Fiziskā ceļa starpība ir izmērītā starpība starp abiem viļņiem veiktajiem maršrutiem. Optiskā ceļa atšķirība ir katra ceļa elementa pievienošana, kas reizināta ar barotnes, kurā atrodas ceļa elements, refrakcijas indeksu. To var matemātiski apzīmēt kā n (x) dx integrālu.
Kāda ir atšķirība starp ceļa atšķirību un fāžu starpību?
- Gan ceļa starpība, gan fāžu starpība vienādi veicina iegūtā viļņa nobīdi.
- Ceļa starpība rodas atkarībā no veiktā maršruta un barotnes refrakcijas rādītāju atšķirības katrā maršrutā, savukārt fāžu starpība galvenokārt rodas viļņu fāzu inversijas dēļ, kad notiek stipra refleksija.
- Ceļa starpību mēra metros, savukārt fāžu starpība ir leņķis, ko mēra vai nu radiānos, vai grādos.
