Fāžu atšķirība pret ceļa atšķirību

Fāžu atšķirība un ceļa atšķirība ir divi ļoti svarīgi optikas jēdzieni. Šīs parādības ir redzamas pie gaismas viļņu modeļa problēmām, kas gaismu uztver kā kustīgu vilni. Gan ceļa, gan fāzes atšķirība ir ļoti svarīga, izskaidrojot parādības, piemēram, Younga dubultās spraugas eksperimentu, viena spraugas difrakciju, Ņūtona gredzenus, plānas filmas iejaukšanos, Fresnela dubultā spoguļa eksperimentu, Fresnela difrakciju, difrakcijas režģus un zonu plāksnes. . Šīm parādībām ir arī tādas lietojumprogrammas kā Kornu spirāle un Fresnela biprisms. Šajā rakstā mēs padziļināti apspriedīsimies, kas ir fāžu atšķirība un ceļa atšķirība, kā arī to nozīmīgums, pielietojumi un atšķirības.

Fāžu atšķirība

Lai saprastu fāžu atšķirības, vispirms ir jāsaprot, kas ir “fāze”. Ceļojošo vilni var definēt, izmantojot vienādojumu Y (x) = A sin (ωt - kx), kur Y (x) ir pārvietojums uz y ass punktā x, A ir viļņa amplitūda, ω ir leņķa frekvence no viļņa, t ir laiks, k ir viļņa vektors vai dažreiz saukts par viļņa numuru, x ir vērtība uz x ass. Viļņa fāzi var interpretēt vairākos veidos. Visizplatītākā ir tā, ka tā ir (ωt - kx) viļņa daļa. Var redzēt, ka pie t = 0 un x = 0 fāze ir arī 0. ωt ir kopējais apgriezienu skaits, ko viļņa avots izdarījis, kad laiks ir t, (ωt - kx) ir kopējais leņķis, ko avots ir pagriezies. Fāžu starpība ir noderīga tikai tad, ja runa ir par vienas frekvences viļņiem. Fāžu starpība norāda, cik daudz viļņu atpaliek vai kas ved pret citu vilni. Ja divi viļņi traucē un to fāžu starpība ir nulle, iegūtā viļņa amplitūda ir divu krītošo viļņu saskaitīšana; ja fāzu starpība ir 180 ° vai π radiāni, rezultāts ir atņemšana starp abām amplitūdām.

Ceļa atšķirība

Divu viļņu ceļa atšķirību var iedalīt divās kategorijās. Pirmais ir fiziskā ceļa starpība, bet otrais - optiskā ceļa starpība. Fiziskā ceļa starpība ir izmērītā atšķirība starp diviem maršrutiem, ko paņēmuši divi viļņi. Optiskā ceļa starpība ir katra ceļa elementa pievienošana, kas reizināta ar tās vides refrakcijas indeksu, kurā atrodas ceļa elements. To var matemātiski apzīmēt kā n (x) dx integrālu.

Kāda ir atšķirība starp ceļa atšķirību un fāzes starpību? - Gan ceļa atšķirība, gan fāzes atšķirība vienādi veicina iegūtā viļņa pārvietošanos. - Ceļa atšķirība rodas izvēlētā maršruta atšķirības un barotnes refrakcijas rādītāju dēļ katrā maršrutā, savukārt fāzu atšķirība galvenokārt rodas viļņu fāzes inversijas dēļ, kad notiek cieta atstarošanās. - ceļa atšķirību mēra metros, turpretī fāzes starpība ir leņķis, ko mēra vai nu radiānos, vai grādos.