יישום הפרעות, הפרעות בסרט דק

היום נדבר על היישום של הפרעות במדע ובחיי היומיום, נגלה את המשמעות הפיזית של תופעה זו ונספר על ההיסטוריה של גילויה.

הגדרות והפצות

לפני שנדבר על המשמעות של זה או אחרתופעה בטבע וטכנולוגיה, יש צורך לתת הגדרה ראשונה. היום אנחנו שוקלים תופעה שילדי בית הספר לומדים בשיעורי הפיסיקה. לכן, לפני תיאור היישום המעשי של התערבות, הבה נפנה אל ספר הלימוד.

ראשית, יש לציין כי תופעה זומתייחס לכל סוגי הגלים: לאלו המתרחשים על פני המים או במחקר. אז, הפרעה היא עלייה או הפחתה של משרעת של שני או יותר גלי קוהרנטי, אשר מתרחשת אם הם מתרחשים בנקודה אחת בחלל. המקסימום במקרה זה נקראים אנטינוסים, והמינימה נקראת צמתים. בהגדרה זו, כמה תכונות של תהליכים תנודה מופיעים, אשר אנו חושפים מאוחר יותר.

התמונה המתקבלת כתוצאה של סופרפוזיציה של גלים זה על זה (ויכול להיות הרבה מהם) תלוי רק בהפרש פאזה שבו תנודות להגיע לנקודה אחת בחלל.

האור הוא גם גל

למסקנה זו, מדענים כבר הגיעו לשישה עשרהמאה. יסודות האופטיקה כמדע הניחו את המדען האנגלי המפורסם בעולם, יצחק ניוטון. זה היה הראשון שהבין כי האור מורכב של אלמנטים מסוימים, מספר אשר קובע את צבעו. המדען גילה את תופעת הפיזור וההשתברות. והוא היה הראשון שהבחין בהתערבות האור על עדשות. ניוטון למד תכונות כאלה של קרניים כמו זווית של שבירה בתקשורת שונים, שבירה כפולה, קיטוב. לו שייך את הכשרון של היישום הראשון של התערבות של גלים לטובת האנושות. וזה היה ניוטון שהבין שאם אין היסוס קל, הוא לא יראה את כל המאפיינים האלה.

תכונות האור

מאפייני הגל של האור כוללים:

1. אורך גל. זהו המרחק בין שני מקסימום סמוך של תנודה אחת. זהו אורך הגל שקובע את הצבע והאנרגיה של הקרינה הנראית לעין.
2. תדירות. זהו מספר הגלים המלאים שיכולים להתרחש בשנייה אחת. הערך מתבטא בהרץ ויוצר יחס הפוך לאורך הגל.
3. משרעת. זהו "גובה" או "עומק" של תנודה. הערך משתנה ישירות עם הפרעה של שתי תנודות. משרעת מראה עד כמה השדה האלקטרומגנטי היה זועם כדי ליצור את הגל הזה בפרט. היא גם קובעת את עוצמת השדה.
4. השלב של הגל. זהו החלק של התנודה המושגת ברגע נתון בזמן. אם שני גלים נפגשים בנקודה אחת עם הפרעה, ההבדל בשלב שלהם יבואו לידי ביטוי ביחידות π.
5. קרינה אלקטרומגנטית נקראת קוהרנטיתעם אותם מאפיינים. הקוהרנטיות של שני גלים מרמזת על הקביעות של הפרש השלב שלהם. מקורות טבעיים של קרינה כזו אינם קיימים, הם נוצרים רק באמצעים מלאכותיים.

יישום ראשון - מדעי

סר אייזק עבד קשה וקשה על המאפייניםאור. הוא התבונן בדיוק איך קרן של קרני מתנהג כאשר הוא פוגש פריזמה, צילינדר, צלחת עדשה מן התקשורת שקוף שונים השבירה. יום אחד הניח ניוטון עדשת קמור זכוכית על צלחת הזכוכית עם משטח מעוקל וביים זרם של קרניים מקבילות על המבנה. כתוצאה מכך, טבעות בהירות וחשוכות רדיואליות הקרינו ממרכז העדשה. המדען הניח מיד כי תופעה כזו ניתן לראות רק אם באור יש איזה רכוש תקופתי כי איפשהו מכבה את הקורה, אבל במקום כלשהו, ​​לעומת זאת, מחזק את זה. מאז המרחק בין הטבעות היה תלוי על העקמומיות של העדשה, ניוטון היה מסוגל לחשב בערך את אורך הגל של תנודה. לפיכך, המדען האנגלי מצא לראשונה יישום קונקרטי לתופעה של התערבות.

הפרעה על החריץ

מחקרים נוספים על המאפיינים של האור הנדרשבימוי וביצוע ניסויים חדשים. ראשית, מדענים למדו כיצד ליצור קורות קוהרנטיות ממקורות שונים למדי. לשם כך, הזרימה מן המנורה, הנר או השמש חולקה לשניים באמצעות מכשירים אופטיים. לדוגמה, כאשר קרן נופלת על צלחת זכוכית בזווית של 45 מעלות, אז חלק ממנו הוא refracted ועובר, וחלק משתקף. אם העדשות והפריזמות גורמות לזרימה מקבילה זו, פער השלב בהן יהיה קבוע. וכי בניסויים האור אינו נובע ממקור הצבע כמאוורר, הקורה נעשית במקביל לעזרת העדשה הקרובה.

כאשר מדענים למדו את כל המניפולציות האלה עם אור, הם החלו לחקור את התופעה של הפרעות על מגוון של חורים, כולל פתח צר או מספר החריצים.

הפרעה ועקיפה

הניסיון המתואר לעיל התאפשר על ידיתכונה נוספת של עקיפה - אור. להתגבר על המכשול הוא קטן מספיק כדי להשוות עם אורך הגל, תנודת יכול לשנות את הכיוון של התפשטות שלה. בשל כך, לאחר חלק סדק צר של הקורה משנה את כיוון ההפצה ואת אינטראקציה עם קרניים שאינן לשנות את זווית היצר. לכן, לא ניתן להפריד את השימוש בהפרעות ובעקיפין זה מזה.

מודלים ומציאות

עד עכשיו, השתמשנו במודלעולם אידיאלי שבו כל קורות האור מקבילות זו לזו וקוהרנטיות. כמו כן, בתיאור הפשוט ביותר של הפרעה, אנו מתכוונים כי קרינה עם אורכי גל זהים תמיד מתרחשת. אבל במציאות, הכל לא כך: האור הוא לרוב לבן, הוא מורכב מכל תנודות אלקטרומגנטיות שהשמש מספקת. לכן, הפרעה מתרחשת על פי חוקים מורכבים יותר.

סרטים רזים

הדוגמה הברורה ביותר לסוג כזה של אינטראקציההאור הוא טיפה של קרן אור על סרט דק. כאשר בבריכה בעיר יש טיפה של בנזין, את פני השטח עם כל צבעי הקשת. וזו תוצאה של הפרעה.

אור נופל על פני השטח של הסרט, refracts,נופל על הגבול של בנזין ומים, משתקף, והוא נשבר שוב. כתוצאה מכך, התפוקה של הגל נפגש עם עצמו. לפיכך, כל הגלים נכבים, למעט אלה אשר תנאי אחד הוא מרוצה: עובי הסרט הוא מספר של גל חצי אינטגרלי. ואז על הפלט, תנודה תתרחש עם עצמה עם שני מקסימום. אם עובי הציפוי שווה לכל אורך הגל, הרי שהמקסימום יהיה על הפלט למינימום, והקרינה תכבה את עצמה.

מכאן נובע כי עבה הסרט,יותר צריך להיות אורך הגל שישאיר אותו ללא הפסד. למעשה, סרט דק מקל על בידוד של צבעים בודדים מכל הספקטרום והוא יכול לשמש בהנדסה.

אלבומים וגאדג'טים

באופן מוזר, כמה יישומים הפרעה מוכרים לכל הנשים של אופנה בעולם.

העבודה העיקרית של בחורה מודל יפה הוא טובלהסתכל מול המצלמות. חטיבה שלמה מתכוננת לתצלום של אנשי מקצוע נשים: מעצב אופנה, מעצב איפור, מעצב בגדים ופנים, עורך המגזין. פפראצי מעצבן יכול להמתין למודל ברחוב, בבית, בבגדים מצחיקים ובתנוחה מגוחכת, ואחר כך להציג תמונות בתצוגה פומבית. אבל ציוד טוב חשוב לכל הצלמים. התקנים מסוימים יכולים לעלות כמה אלפי דולרים. בין המאפיינים העיקריים של ציוד כזה יהיה בהכרח בהירות של אופטיקה. ותמונות ממכשיר כזה יהיו באיכות גבוהה מאוד. לפיכך, והוסר ללא הכשרה כוכב, מדי, ייראה לא כל כך לא אטרקטיבי.

משקפיים, מיקרוסקופים, כוכבים

הבסיס לתופעה זו הוא התערבות בסרטים דקים. זוהי תופעה מעניינת ומקובלת. ואת ההתערבות של האור נמצא בטכנולוגיה, אשר כמה אנשים מחזיקים בידיהם כל יום.

העין האנושית תופסת בצורה הטובה ביותרצבע ירוק. לכן, תמונות של בנות יפות לא צריך להכיל שגיאות בדיוק בתחום זה של הספקטרום. אם הסרט עם עובי מסוים מוחל על פני השטח של המצלמה, אז ציוד כזה לא יהיה כל מדגיש של צבע ירוק. אם קורא קשוב הבחין אי-פעם בפרטים כאלה, היה עליו להכות בנוכחותם של השתקפויות אדומות וסגולות בלבד. אותו הסרט מוחל על משקפיים משקפיים.

אבל אם אנחנו לא מדברים על העין האנושית, אלא עלמכשיר אדיש? לדוגמה, מיקרוסקופ צריך לרשום ספקטרום אינפרא אדום, טלסקופ צריך לבחון את המרכיבים אולטרה סגול של הכוכבים. ואז סרט antireflection של עובי שונה מוחל.

</ p>>