کامپیوتر و ریاضی با علی رضا نقش

الزامات منبع نور [ ویرایش ]

بحث بالا فرض می کند که موج هایی که با یکدیگر تداخل می کنند ، تک رنگ هستند ، یعنی یک فرکانس واحد دارند - این امر مستلزم آن است که به موقع بی نهایت باشند. این در عین حال عملی یا ضروری نیست. دو موج یکسان با طول محدود که فرکانس آنها در طی آن دوره ثابت است ، در حالی که همپوشانی دارند ، الگوی تداخل ایجاد می کند. دو موج یکسان که از یک طیف باریک از موجهای فرکانس با مدت زمان محدود تشکیل شده اند ، یک سری الگوهای حاشیه فضاهای کمی متفاوت را ارائه می دهند ، و به شرط آنکه گسترش فاصله ها به طور قابل توجهی کمتر از فاصله متوسط ​​حاشیه باشد ، یک الگوی حاشیه ای دوباره مشاهده خواهد شد. در طول زمانی که دو موج با هم همپوشانی دارند.

منابع نور مرسوم امواج با فرکانس های مختلف و در زمان های مختلف از نقاط مختلف منبع را منتشر می کنند. اگر نور به دو موج تقسیم شود و سپس مجدداً ترکیب شوند ، هر موج نور جداگانه ممکن است یک الگوی تداخل با نیمه دیگر خود ایجاد کند ، اما الگوهای حاشیه فردی ایجاد شده دارای فازها و فاصله های مختلفی خواهند بود و به طور معمول هیچ الگوی حاشیه ای قابل مشاهده نخواهد بود. . با این حال ، منابع نوری یک عنصر ، مانند لامپهای سدیم یا بخار جیوه دارای خطوط انتشار با طیف فرکانس کاملاً باریک هستند. هنگامی که اینها به صورت فضایی و رنگی فیلتر شده و سپس به دو موج تقسیم می شوند ، می توانند برای تولید حاشیه های تداخل روی هم قرار گیرند. [2] تمام تداخل سنجی قبل از اختراع لیزر با استفاده از چنین منابعی انجام می شد و دارای طیف گسترده ای از برنامه های موفق بود.

یک پرتو لیزر به طور کلی بسیار نزدیکتر از یک منبع تک رنگ است و تولید لبه های تداخل با استفاده از لیزر بسیار ساده تر است. سهولت مشاهده شدن حاشیه های تداخل با پرتو لیزر گاهی اوقات می تواند باعث ایجاد مشکلاتی در بازتاب های ولگرد شود ، ممکن است حاشیه های مداخله ای طاقت فرسا به همراه داشته باشد که می تواند منجر به خطا شود.

به طور معمول ، یک پرتو لیزر منفرد در تداخل سنجی استفاده می شود ، اگرچه تداخل با استفاده از دو لیزر مستقل مشاهده شده است که فرکانس آنها به اندازه کافی برای برآورده کردن نیازهای فاز همسان بوده است. [3] این نیز برای تداخل سطح وسیع بین دو منبع لیزر ناسازگار مشاهده شده است. [4]

تداخل نور سفید در حباب صابون . رنگین کمان است که به علت تداخل فیلم نازک .

همچنین می توان حاشیه های تداخل را با استفاده از نور سفید مشاهده کرد. یک الگوی حاشیه نور سفید را می توان در نظر گرفت که از "طیفی" از الگوهای حاشیه هر یک از فاصله کمی متفاوت تشکیل شده است. اگر تمام الگوهای حاشیه در مرکز باشد ، در نتیجه از بین می رود که حاشیه ها کاهش می یابند و طول موج کاهش می یابد و شدت خلاصه سه تا چهار حاشیه از رنگ متغیر را نشان می دهد. یانگ این موضوع را در بحث دو تداخل شکاف بسیار زیبا توصیف می کند. از آنجا که حاشیه های نور سفید فقط هنگامی حاصل می شوند که دو موج مسافت های مساوی از منبع نور داشته باشند ، در تداخل سنجی می توانند بسیار مفید باشند ، زیرا اجازه می دهند حاشیه اختلاف اختلاف صفر مشخص شود. [5]

ترتیبات نوری [ ویرایش ]

برای تولید حواشی تداخل ، نور از منبع باید به دو موج تقسیم شود که مجدداً ترکیب می شوند. به طور سنتی ، تداخل سنج ها به عنوان سیستم تقسیم دامنه یا تقسیم موج طبقه بندی می شوند.

در یک سیستم تقسیم دامنه ، از تقسیم پرتو برای تقسیم نور به دو پرتو که در جهات مختلفی حرکت می کنند ، استفاده می شود که سپس برای تولید الگوی تداخل سوار شده اند. تداخل مایکلسون و سنج ماخ-زندر تداخل نمونه هایی از سیستم دامنه تقسیم هستند.

در سیستم های تقسیم موج ، موج در فضا تقسیم می شود - نمونه هایی از تداخل سنج دو شکاف یانگ و آینه لوید است .

تداخل را می توان در پدیده های روزمره مانند بی رنگ و رنگ آمیزی ساختاری نیز مشاهده کرد . به عنوان مثال ، رنگ های دیده شده در حباب صابون ناشی از دخالت نور منعکس کننده سطوح جلویی و پشتی فیلم صابون نازک است. بسته به ضخامت فیلم ، رنگهای مختلف به لحاظ ساختاری و مخرب دخالت می کنند.