Coherence - a ... ardıcıl yüngül dalğalar. müvəqqəti bağlılıq

məkanında bir dalğa təbliğ düşünün. Coherence - müxtəlif nöqtələrində də onun mərhələləri arasında korrelyasiya bir tədbir. Coherence dalğa onun mənbəyini xüsusiyyətləri asılıdır.

bağlılıq iki növ

Bir sadə misal nəzərdən keçirək. yüksələn və su səthində düşən iki float düşünün. dalğa mənbə harmonik batırılır və su səthinin sakit səthi qırılma sudan çıxarıldı yalnız stick ki daşımır. Belə ki, iki üzüb gedirdi hərəkətləri arasında mükəmməl korrelyasiya var. Onlar hərəkət edə bilməz və aşağı dəqiq mərhələsində, bir qədər gedir zaman, digər aşağı, lakin iki üzüb gedirdi mövqeləri arasında faza fərq vaxt sabit deyil. Harmonik sağa point mənbə tamamilə istehsal ardıcıl dalğa.

yüngül dalğalar bağlılıq izah, onun iki növ ayırmaq - məkan və müvəqqəti.

Coherence istehsal etmək işıq qabiliyyəti aiddir müdaxilə model. iki işıq dalğaları bir araya gətirdi və onlar artan sahələri yaratmaq deyil və parlaqlıq azalıb, onlar əlaqəsiz deyilir. Onlar (tam dağıdıcı müdaxilə sahələrdə mənada) "ideal" müdaxilə model istehsal varsa, onlar tam ardıcıl var. iki dalğaları şəkil "mükəmməl az" yaratmaq, bu, onlar qismən əlaqəli olduğunu hesab olunur.

Michelson interferometer

Coherence - Ən yaxşı təcrübə izah bir fenomen.

güzgü M ₁ qarşı işıq 50% -ni və güzgü M ₂ qarşı 50% ötürür bir semitransparent güzgü M _0, üzərinə yönəlib: Michelson-ci ildə (günəş, ulduzlar, və ya lazer hər hansı ola bilər) mənbə S işıq _{interferometer.} beam geri M ₀ güzgülər hər _əks və işıq bərabər hissələrlə M ₁ əks və M ₂ cihaz şüa splitter güzgü M ₁ məsafə dəyişən konfiqurasiya edilə bilər bir ekran B. üzərində birləşdirilmiş və proqnozlaşdırılır _olunur.

Michelson interferometer mahiyyətcə öz vaxt gecikmiş versiyası ilə tir qarışır. güzgü M ₁ yol keçir Light daha güzgü M ₂ hərəkət şüa daha 2d məsafə getmək üçün _var.

uzunluğu və ardıcıllıq vaxt

Nə ekranda müşahidə olunur? = D zaman 0 çox açıq müdaxilə saçaqlı bir sıra görülə bilər. d artmışdır zaman, band az bariz olur: tünd sahələri parlaq olmaq və yüngül - dimmer. Nəhayət, çox böyük d D müəyyən tənqidi dəyərindən artıq üçün, işıq və qaranlıq üzük yalnız blur tərk tamamilə yox.

vaxt gecikmə kifayət qədər böyük olduqda Aydındır ki, yüngül sahəsində özü vaxt gecikmiş versiyası ilə müdaxilə edə bilməz. Məsafə 2D - Bu bağlılıq uzunluğu: müdaxilə təsiri nəzərə çarpan yalnız bu məsafə daha az şəkildə fərq. Bu dəyər onun bölünməsi _c t ərzində çevrilə bilər işıq sürəti t _c = 2D / c: c.

özü gecikmiş versiyası ilə müdaxilə qabiliyyəti: Michelson təcrübə işıq dalğa müvəqqəti bağlılıq ölçür. A yaxşı sabitləşib lazer t _c = 10 ^-4 s, l _c = 30 km; istilik t _c = 10 ^-8, l _c = 3 m süzülür işıq.

Coherence və vaxt

Temporal bağlılıq - təbliği istiqamətində boyunca müxtəlif nöqtələrində işıq dalğaları mərhələləri arasında korrelyasiya bir tədbir.

Daşımır mənbə məkanda bir nöqtədə bir məsafə l _c = λ ² / (2πΔλ) da müdaxilə edəcək λ və λ ± Δλ bir dalğa radio. Harada l _c - bağlılıq uzunluğu.

x istiqamətdə bir dalğa təbliğ mərhələsi f = KX kimi müəyyən edilir - ωt. Biz məsafə l _c vaxt t məkanında Şəkil dalğaları nəzərə _alsaq, x = 0 mərhələsində olan iki dalğa istiqamətini k ₁ və k ₂ arasında faza fərq Δφ = l _c (- k ₂ k _{1) bərabərdir.} Δφ = 1 və ya Δφ ~ 60 °, yüngül artıq ardıcıl zaman. Müdaxilə və difraksiya fərqli əhəmiyyətli təsiri var.

Belə ki:

• 1 = l _c (k ₁ - k _{2) l c = (2π / λ} - 2π / (λ + Δλ));
• _{l c (λ + Δλ - λ} ) / (λ (λ + Δλ)) ~ l c Δλ / λ ² = 1 / 2π;
• l _c = λ ² / (2πΔλ).

dalğa sürət c kosmik keçir.

bağlılıq vaxt t _c = l _c / s. λf = c-ci ildən sonra Δf / f = Δω / ω = Δλ / λ. Biz yaza bilərsiniz

• l _c = λ ² / (2πΔλ) = λf / ( 2πΔf) = c / Δω;
• t _c = 1 / Δω.

məlum olarsa dalğa və ya işıq təbliği tezliyi, bu l _c və t _c hesablamaq _{mümkündür.} Bu optik yol fərq l _c xeyli böyükdür, əgər belə nazik film müdaxilə kimi amplituda, bölünməsi ilə əldə müdaxilə model müşahidə etmək mümkün _deyil.

Temporal bağlılıq mənbə Qara deyir.

Coherence və kosmik

Spatial bağlılıq - eninə təbliği istiqamətində müxtəlif nöqtələrində işıq dalğaları mərhələləri arasında korrelyasiya bir tədbir.

Zaman xətti delta sifarişi ölçüləri monoxromatik istilik (xətti) mənbədən məsafə L, bir məsafədə yerləşən iki slots d _c = 0,16λL / delta daha artıq tanınan müdaxilə model istehsal daha. πd _c ^2/4 bağlılıq mənbə sahəsi.

zamanda t ekran məsafə L dik aradan eni delta mənbəyi, görürsünüzsə, ekran bir məsafə d ayrılmış iki xal (P1 və P2) görə bilərsiniz. P1 və P2 elektrik sahəsində mənbə, bir-birinə bağlı deyil radiasiya bütün bal yaydığı dalğaların elektrik sahələrində superpozisiya təmsil edir. To elektromaqnit dalğaları superpozisiya P1 bir tanınan müdaxilə model yaratmaq və P2 mərhələsində olmalıdır P1 və P2 mövcud.

bağlılıq şərt

vaxt t bir nöqtədə mənbə iki kənarları ilə radiated Light dalğaları, iki xal arasında mərkəzində birbaşa müəyyən mərhələsi fərq var. bir nöqtə P2 üçün delta sol kənarında gələn tir (sinθ) uzaq mərkəzi mal şüa çox / 2 d keçmək. P2 qeyd etmək delta sağ kənarında gələn şüa trajectory, yol d (sinθ) / 2 az keçir. məsafə fərq · sinθ d iki şüaları üçün səyahət və faza fərqi Δf "təmsil = 2πd · sinθ / λ. dalğa qarşısında boyunca P2 üçün P1 məsafə üçün, = 4πd · sinθ / λ "Δφ = 2Δφ almaq. mənbə iki kənarları yaydığı dalğalar vaxt t P1 ilə mərhələdə və P2 ilə 4πdsinθ / λ regionda mərhələsi həyata. sinθ ~ δ / (2L)-ci ildən sonra Δφ = 2πdδ / (Lλ). Δφ = Δφ ~ 1 və ya 60 °, yüngül artıq ardıcıl hesab olunur.

Δφ = 1 -> d = Lλ / (2πδ) = 0,16 Lλ / δ.

dedi wavefront mərhələsi homojenliği məkan bağlılıq.

Közərmiş lampa əlaqəsiz işıq nümunəsidir.

biz radiasiya ən imtina əgər Coherent yüngül, əlaqəsiz radiasiya mənbəyi əldə edə bilərsiniz. ilk məkan filtreleme məkan bağlılıq artırmaq üçün həyata və böyük müvəqqəti bağlılıq sonra spektral filtreleme olunur.

Fourier seriyası

Sinüsoidal təyyarə məkan və zaman tamamilə əlaqəli dalğa və zaman onun uzunluğu və sonsuz bağlılıq sahəsi. Bütün real dalğaları məhdud vaxt intervalı davam, və yayılması onların istiqaməti dik son olan dalğa paxlalı var. Riyazi bir dövri funksiyası ilə təsvir olunur. dalğa paxlalı və Δω qeyri-dövri funksiyaları təhlil olan bir bağlılıq uzunluğu müəyyən edilməsi üçün tezliklərin indiki tapmaq üçün.

Fourier analiz görə, ixtiyari dövri dalğa sine dalğaları bir superpozisiya kimi qəbul edilə bilər. Fourier sintez sinüsoidal dalğaların bir plüralizmi superpozisiya bir ixtiyari dövri waveform əldə etməyə imkan verir deməkdir.

rabitə statistika

Bu elektromaqnit nəzəriyyəsi və statistika, eləcə də statistik mexanika birləşməsi nəticəsində statistika mexanika birliyi çünki Coherence nəzəriyyə, fizika və digər elmləri əlaqədar sayıla bilər. nəzəriyyə xüsusiyyətləri və işıq sahələrində davranış təsadüfi dəyişməsinin təsiri hesablamaq üçün istifadə olunur.

Adətən birbaşa dalğa sahəsində dəyişməsi ölçmək mümkün deyil. Fərdi "eniş-yoxuş" görünən işıq birbaşa və ya hətta inkişaf etmiş alətləri ilə təsbit edilə bilməz: onun tezliyi saniyədə təxminən ¹⁵ oktyabr rəqslərin edir. Siz yalnız orta ölçmək bilər.

bağlılıq tətbiqi

bağlılıq nümunəsi kimi fizika və digər elmləri Connection applications bir sıra görmək olar. Qismən əlaqəli sahələri az lazer rabitə üçün onlara faydalı edir atmosfer burulğan, təsir edir. Onlar həmçinin lazer qaynaqlı Fusion reaksiyalar öyrənilməsində istifadə olunur: thermonuclear hədəf şüa fəaliyyət "hamar" gedən müdaxilə təsiri azaldılması. Coherence ulduz ikili sistemi ölçüsü və ayrılması müəyyən etmək üçün xüsusi istifadə olunur.

yüngül dalğaları bağlılıq kvant və klassik sahələrdə öyrənilməsində mühüm rol oynayır. 2005-ci ildə Roy J. Glauber optik bağlılıq kvant nəzəriyyəsinə verdiyi töhfələrə görə fizika üzrə Nobel mükafatı qalibləri biri oldu.