Pola gangguan. Sarat anu maksimum sarta minimum

pola gangguan - éta stripes lampu atanapi poék nu disababkeun ku sinar nu aya dina fase atawa kaluar tina fase saling. gelombang cahaya jeung kawas nu ditambahkeun lamun dilarapkeun, upami fase maranéhna coincide (dina arah ngaronjatkeun atanapi turunna), atawa maranéhna ngabatalkeun silih lamun aya di antiphase. fenomena ieu disebut gangguan konstruktif jeung destructive visinil. Mun pancaran cahaya monochromatic, sadaya gelombang anu boga panjang anu sarua, pas liwat dua slits sempit (percobaan munggaran dilakukeun dina 1801 ku Thomas Young, élmuwan Inggris, anu, berkat anjeunna sumping ka nyimpulkeun nyaeta yen alam gelombang cahaya), dua beam anu dihasilkeun bisa diarahkeun dina layar datar nu gaganti dua spot tumpang tindih kabentuk fringes gangguan - seragam alik pola cahaya sarta wewengkon poék. fenomena ieu dipaké, contona, dina sagala interferometers optik.

superposition

The watesan karakteristik hiji superposition gelombang nu ngagambarkeun paripolah gelombang superimposed. Prinsip na perenahna di kanyataan yén lamun di rohangan hiji superimposed dua gelombang, gangguan anu dihasilkeun sarua jeung aljabar jumlah tina gangguan individu. Kadang-kadang di perturbations badag aturan ieu dilanggar. kabiasaan basajan Hal ieu jadi marga pikeun sababaraha épék nu disebut fénoména gangguan.

Fenomena gangguan dicirikeun ku dua extremes. Dua gelombang constructively maxima coincide, sarta aranjeunna dina fase saling. Hasil tina superposition mangrupa strengthening tina gangguan teh. Amplitudo gelombang dicampur anu dihasilkeun sarua jeung jumlah nu amplitudo individu. Sabalikna, gangguan destructive dina maksimum hiji gelombang coincides jeung minimum kadua - aranjeunna dina oposisi. Amplitudo gelombang digabungkeun sarua jeung bédana antara amplitudo bagian komponén na. Dina kasus dimana maranehna sarua, éta gangguan destructive lengkep, jeung perturbation tina total sedeng nyaeta nol.

percobaan Young urang

Pola gangguan ti dua sumber jelas nunjukkeun ayana gelombang tumpang tindih. Thomas Young ngusulkeun yén lampu - gelombang nu luyu prinsip superposition. prestasi kawentar nya éta nu démo eksperimen nu konstruktif jeung destructive gangguan cahaya dina 1801. Versi modern percobaan Young di alam béda ngan dina éta eta perkara migunakeun sumber lampu koheren. Laser seragam illuminates dua slits paralel di beungeut opak. lulus lampu ngaliwatan éta, aya hiji layar jauh. Nalika lebar antara slits nyaeta nyata gede ti panjang gelombang éta, aturan élmu optik geometri katalungtik - ditempo dina layar dua wewengkon bercahya. Sanajan kitu, pendekatan of slits diffracted lampu sarta gelombang dina layar anu superimposed on unggal lianna. Difraksi téh sorangan konsekuensi tina alam gelombang cahaya, sareng acan conto sejen tina pangaruh ieu.

Pola gangguan

Prinsip superposition nangtukeun sebaran inténsitas anu dihasilkeun dina layar bercahya. Pola gangguan lumangsung nalika beda jalur ti sesela kana layar sarua jeung sakabeh Jumlah panjang gelombang (0, λ, 2λ, ...). bédana Ieu ensures yén highs datangna dina waktos anu sareng. gangguan destructive lumangsung nalika beda jalur sarua mangrupa angka integer tina panjang gelombang offset ku satengah (λ / 2, 3λ / 2, ...). Jung dipaké alesan geometric pikeun mintonkeun yen superposition nu ngabalukarkeun runtuyan pita disarengan dipisah atanapi wewengkon inténsitas tinggi pakait jeung wewengkon gangguan konstruktif, dipisahkeun ku wilayah poék pinuh destructive.

liang dipasing

Hiji parameter géométri penting dua slits nyaéta babandingan panjang gelombang λ lampu sarta jarak antara liang d. Mun λ / d loba kirang ti 1, jarak antara pita bakal leutik tur épék tindih nu teu katalungtik. Ngagunakeun slits dipisah raket, Jung éta bisa ngabagi lampu sarta wewengkon poék. Ku kituna, anjeunna ditangtukeun dina panjang gelombang warna lampu ditingali. nilai pisan leutik maranéhanana ngécéskeun naon pangna épék ieu katalungtik ngan dina kaayaan nu tangtu. Mun ditilik wewengkon gangguan konstruktif jeung destructive, jarak antara sumber gelombang lampu kudu jadi pohara leutik.

gelombang

Observasi épék gangguan anu nangtang pikeun dua alesan séjén. Paling sumber lampu emits hiji spéktrum panjang gelombang sinambung, hasilna formasi sababaraha pola gangguan superimposed on saling, unggal kalayan interval antara stripes. Ieu eliminates épék paling diucapkan, kayaning wewengkon gelap lengkep.

coherency

gangguan anu bisa ditempo leuwih hiji periode nu lila, perlu ngagunakeun sumber lampu koheren. Ieu ngandung harti yén sumber radiasi kudu ngajaga hubungan fase konstan. Contona, dua gelombang harmonik tina frékuénsi anu sarua salawasna boga hubungan fase nu tetep pikeun tiap titik dina spasi - boh dina fase atawa di oposisi fase, atawa sababaraha kaayaan panengah. Sanajan kitu, kalolobaan sumber lampu emits gelombang harmonik leres. Gantina, aranjeunna emit lampu, nu robah fase acak lumangsung jutaan kali per detik. Radiasi sapertos disebut incoherent.

Sumber dicita - laser

Gangguan ieu masih ditalungtik nalika superimposed gelombang dina spasi dua sumber incoherent, tapi pola gangguan rupa-rupa acak bareng jeung a shift fase acak. sensor cahya, kaasup panon, teu tiasa ngadaptarkeun gambar ngarobah gancang, sarta ngan inténsitas rata waktu. Sinar laser ampir monochromatic (m. E. diwangun ku panjang gelombang tunggal) jeung highly- a. Ieu mangrupa sumber lampu idéal pikeun observasi épék gangguan.

Tekad frekuensi

Saatos Jung 1802 ngeunaan panjang gelombang ukuran cahaya ditingali bisa correlated kalawan speed insufficiently tepat lampu sadia wanoh kana ngitung frékuénsi perkiraan na. Contona, lampu héjo sarua ngeunaan 6 × ¹⁴ Oktober Hz. Ieu loba pesenan gedena PPN gede ti frékuénsi sahiji vibrations mékanis. Pikeun babandingan, hiji jalma bisa ngadéngé sora kalawan frekuensi nepi ka 2 × 10 ⁴ Hz. Naon kahayang variasina dina laju nu tetep tetep hiji misteri keur 60 taun salajengna.

Gangguan di film ipis

épék watekna teu dugi ka géométri sesela nu ganda dipaké ku Thomas Young. Lamun aya hiji cerminan na réfraksi tina sinar ti dua surfaces dipisahkeun ku jarak comparable kalawan panjang gelombang éta, gangguan lumangsung dina film ipis. Peran pilem antara surfaces bisa maénkeun hiji vakum, hawa, cair atawa badan solid transparan. Dina lampu ditingali épék gangguan anu dugi ku ukuran tina sababaraha mikrométer. Hiji conto dipikawanoh sadaya pilem éta téh gelembung a. Lampu reflected ti éta, nyaéta superposition dua gelombang - salah ieu reflected ti beungeut hareup, jeung nu kadua - di tukang. Aranjeunna tumpang tindih dina spasi na ditambahkeun kana tiap lianna. Gumantung kana ketebalan tina pilem sabun, dua gelombang bisa berinteraksi constructively atanapi destructively. A itungan lengkep tina pola gangguan nunjukkeun yén pikeun lampu mibanda panjang gelombang λ gangguan konstruktif watekna keur ketebalan pilem ngeunaan λ / 4, 3λ / 4, 5λ / 4, jeung sajabana, jeung destructive - .. Ka λ / 2, λ, 3λ / 2, ...

Rumusna keur ngitung

fenomena gangguan éta loba kagunaan, jadi éta penting pikeun ngarti persamaan dasar patali thereto. Persamaan di handap ngawenangkeun itungan rupa nilai pakait sareng gangguan teh, keur dua kasus paling umum na.

strips lokasi lampu di percobaan Young urang, .. situs IE sareng gangguan konstruktif bisa diitung ngagunakeun babasan: y _{nyaeta cahaya.} = (ΛL / d) m, dimana λ - gelombang; m = 1, 2, 3, ...; d - jarak antara slits; L - kajauhan nepi ka tujuan.

.. lokasi pita poek, ie wewengkon interaksi destructive dirumuskeun ku: y _{nyaeta poék.} = (ΛL / d) (m + 1/2).

Pikeun gangguan spésiés séjén - dina film ipis - ayana superposition konstruktif atanapi destructive nangtukeun shift fase gelombang reflected, nu gumantung kana ketebalan pilem jeung indéks réfraktif tina eta. Persamaan munggaran ngajelaskeun kasus henteuna shift sapertos ieu, jeung nu kadua - a shift satengah panjang gelombang éta:

2nt = mλ;

2nt = (m + 1/2) λ.

Di dieu, λ - gelombang; m = 1, 2, 3, ...; t - jalur diliwatan dina film; n - indéks réfraksi.

Observasi di alam

Nalika panonpoé shines on gelembung, Anjeun tiasa ningali stripes berwarna caang, saprak panjang gelombang béda téh subjected kana gangguan destructive jeung dikaluarkeun tina cerminan nu. Sésana lampu reflected némbongan salaku ngaleupaskeun warna lawanna. Contona, upami salaku hasil tina gangguan destructive mangrupakeun komponén beureum bolos, cerminan bakal jadi bulao. Film ipis minyak dina caina ngahasilkeun efek nu sarupa. Di alam, bulu tina sababaraha manuk, kaasup peacocks na hummingbirds, sarta cangkang sababaraha kumbang némbongan caang, bari ngarobah warna mun anjeun ngarobah sudut nempoan. Fisika optik didieu teh gangguan gelombang lampu reflected ti struktur layered ipis atawa arrays reflecting rod. Nya kitu mutiara jeung cangkang nu iris, alatan superposition of reflections ti sababaraha lapisan mutiara. batu mulia kayaning opal, némbongkeun pola gangguan geulis disababkeun ku scattering cahaya tina struktur biasa diwangun ku partikel buleud mikroskopis.

aplikasi

Aya loba aplikasi téhnologis fenomena gangguan lampu dina kahirupan sapopoe. Éta téh dumasar élmu optik kaméra fisika. Normal palapis lenses antireflection nyaéta pilem ipis. ketebalan sarta réfraksi sinar anu jadi dipilih pikeun ngahasilkeun gangguan destructive of reflected lampu ditingali. coatings leuwih husus nu diwangun ku sababaraha lapisan film ipis dimaksudkeun pikeun ngalirkeun ukur radiasi dina sauntuyan panjang gelombang sempit jeung ku kituna téh dipaké salaku saringan. coatings Multilayer ogé dipaké pikeun ngaronjatkeun reflectivity tina kaca spion of teleskop astronomi, kitu ogé laser resonators optik. Interférométri - metode pangukuran akurat dipaké pikeun ngadaptar parobahan leutik di kajauhan dulur - dumasar kana observasi tina shifts cahaya na pita poek dihasilkeun tina lampu reflected. Contona, hiji ukuran sabaraha robah pola gangguan, ngamungkinkeun pikeun ngeset curvature of surfaces komponén optik dina lobus panjang gelombang optik.