일관성 - ... 일관된 빛 파도. 시간적 일관성

공간에서 파도 전파를 생각해 보자. 일관성 - 다른 지점에서 측정의 단계 사이의 상관 관계를 측정. 일관성 파 소스의 특성에 따라 달라집니다.

일관성의 두 가지 유형

간단한 예를 생각해 보자. 상승 및 물 표면에 떨어지는 두 개의 플로트를 상상해보십시오. 웨이브 소스 고조파 침지 물 표면의 표면 침착 물을 파괴 제거하는 유일한 스틱이라고 가정한다. 따라서 두 개의 수레의 운동 사이의 완벽한 상관 관계가있다. 이들은 이동 없으며 다운 위상이 정확히 하나가 상승 될 때, 다른 다운하지만 두 플로트의 위치 사이의 위상 차이는 시간 상수이다. 조화 진동 포인트 소스 절대적으로 생산하고 일관된 물결을.

광 전파의 간섭을 설명 할 때, 그 두 가지를 구별 - 시공간.

일관성이 생산하는 빛의 능력을 의미 간섭 패턴. 두 광파 모아이며, 그들은 증가 영역을 작성하지 않고 휘도를 감소하는 경우, 그들은 비 간섭이라고 부른다. 그들은 (완전 상쇄 간섭 영역의 의미) "이상적인"간섭 패턴을 생성 할 경우, 간섭은 완전하다. 이 파도 그림 "보다 완벽한"을 만들 경우, 그들은 부분적으로 일관성있는 것으로 생각된다.

마이 켈슨 간섭계

일관성 - 최고의 실험에 의해 설명되는 현상.

미러 M ₁ 향해 빛의 50 %를 나타내고, 미러 M _(2)를 향해 50 %를 투과시키는 반 투과 거울 M _0에 관한 것이다 : 켈슨 IN (태양, 별, 또는 레이저의 임의의 것일 수있다), 소스 (S)에서 광 _간섭계. 빔은 다시 M ₀ 거울들의 각각으로부터 _반사 된 빛과 동일한 부분은 M _(1)로부터 반사 된 M _(2)는 장치가 빔 스플리터 미러 _{(M1)까지의} 거리를 변경하여 구성 할 수있는 화면 B.에 결합되고 _{돌출된다.}

마이 켈슨 간섭계는 기본적으로 자신의 시간 지연 버전으로 빔을 혼합합니다. 미러 M _(1)에 대한 방법을 뚫고 빛보다 미러 M _{2 이동} 빔보다 2D의 거리를 _{이동한다.}

길이와 일관성 시간

어떻게 화면에 관찰된다? D = 0은 명확 간섭 프린지들을 볼 수있다. D가 증가 할 때, 주파수 대역이 덜 두드러진다 : 어두운 부분은 더 밝게되고, 빛 - 디머. 마지막으로, 매우 큰 D, D의 특정 임계 값을 초과하여, 명암 링은 흐림두고 완전히 사라진다.

시간 지연이 충분히 클 때 분명히, 라이트 필드는 자신의 시간 지연 버전을 방해 할 수 없습니다. 거리 2D는 - 그것은 간섭 길이 : 간섭 효과는 눈에 띄는 경우에만이 거리보다 적은 방식의 차이. 이 값에 의해 그 분할 _{된 c} t 중에 전환 될 수 빛의 속도 T는 _C = 2D / C : C.

자체의 지연 버전을 방해 할 수있는 능력 : 마이 켈슨 실험은 광파의 시간적 일관성을 측정합니다. 잘 안정화 레이저의 t = _C × ^10-4 S, L의 _C = 30km; 열 _C를 t = ^10-8, L 개의 _C = 3m에서 필터링 된 빛.

일관성과 시간

시간적 일관성 - 전파 방향을 따라 다양한 지점에서 빛 파도의 단계 사이의 상관 관계를 측정.

가정 소스 공간의 어느 시점에서의 거리 (L)의 _C = λ ² / (2πΔλ)에 방해 λ와 λ ± Δλ의 파장을 방출한다. 어디 리터의 _C - 간섭 길이.

x 방향으로 전파하는 파동의 위상은 F = KX의 정의된다 -를 고주파 영역. 우리는 거리 (L) _C에서의 시간 t에서의 공간에도 전파를 _{고려하면,} X = 0 상에 두 개의 웨이브 벡터 K _1, K _{2 사이의} 위상차 Δφ = 1의 _C (- K ₍₂₎ K _{(1))와 동일하다.} Δφ = 1 또는 Δφ ~ 60 ℃는, 광 간섭이 더 이상 없을 때. 간섭 및 회절 콘트라스트에 상당한 영향을 미친다.

따라서 :

• 1 = 1의 _(C) (K - ₁ K _{2)의 L, C = (2π / λ} - 2π / (λ + Δλ)을);
• _{패 C (λ + Δλ - λ} ) / (λ (λ + Δλ)) ~ L C Δλ / λ ⁽²⁾ = 1 / 2π;
• 패 _C = λ ² / (2πΔλ).

파도는 속도 C와 공간을 통해 전달합니다.

코 히어 런스 시간 t의 _C = _C L / s. λf = C를 보낸 다음, Δf에 / F = Δω / ω = Δλ / λ. 우리는 쓸 수 있습니다

• 패 _C = λ ² / (2πΔλ) = λf / ( 2πΔf) = C / Δω;
• T는 _C = 1 / Δω.

공지 된 경우에 파장 또는 광원의 전파의 주파수는 L _C 및 _{C의 t를} 산출 할 _수있다. 광로 차가 패 _C보다 상당히 큰 경우, 이러한 박막 간섭으로 진폭을 분할하여 얻어진 간섭 무늬를 관찰하는 것은 _{불가능하다.}

시간적 일관성 소스는 검은 색을 말한다.

일관성과 공간

공간적 간섭 - 횡 전파 방향과 다른 지점에서 광파의 위상 사이의 관계의 측정.

경우 선형 δ 정도의 크기 단색 열 (선형) 소스로부터의 거리 L은, 거리에있는 2 개 개의 슬롯은 D의 _C = 0,16λL / δ보다 더 인식 간섭 패턴을 생성하지 크다. πd _C의 ^2/4가 간섭 원의 영역이다.

시간 t에서 화면으로부터 거리 L과 수직으로 배치 폭 δ의 소스를 참조하는 경우, 스크린은 거리 D에 의해 분리 된 두 지점 (P1 및 P2)을 볼 수있다. P1 및 P2에서의 전기 필드는, 소스를 서로 연결되지 않은 방사선의 모든 포인트에 의해 방출 된 웨이브의 전기장의 중첩을 나타낸다. 에 전자파 중첩 P1에서 인식 할 수있는 간섭 패턴을 생성하고 P2 위상이 있어야 P1 및 P2를 종료.

일관성 조건

시간 (T)의 일부 지점에서 소스의 두 모서리 방사 광파는 두 점 사이의 중심에 직접 소정의 위상차를 갖는다. 점 P2에 δ의 좌단에서 나오는 빔 (sinθ) 더 중앙으로 향하는 빔보다 / 2 (D)에 전달한다. P2를 가리 δ의 우단에서 나오는 빔의 궤적은 경로 D (sinθ) / 2 이하에 전달한다. 거리 차이는 sinθ · d는 2 개 개의 빔을위한 이동과 위상차 Δf에 '를 나타내고 = 2πd · sinθ / λ. 파면 따라 P1 P2까지의 거리를 위해, 우리는 = 4πd · sinθ / λ 'Δφ = 2Δφ을 얻었다. 소스의 두 에지들에 의해 방출 된 전파는 시간 t에서의 위상 P1에서 P2로하고 4πdsinθ / λ 영역에서 위상이. sinθ ~ δ / (2L) 이후, 다음 Δφ = 2πdδ / (Lλ). Δφ는 =이 Δφ는 1 ~ 60 °는, 빛은 더 이상 일관된 간주됩니다.

Δφ = 1 -> D = Lλ / (2πδ) = 경우 0 Lλ / δ.

상기 파면 위상 동질성의 공간적 간섭.

백열 램프가 간섭 성 광원의 일례이다.

우리는 방사선의 대부분을 폐기하면 코 히어 런트 광은 조리 방사선의 소스에서 얻을 수 있습니다. 첫 번째 공간적 필터링은 공간 간섭 성을 증가시키기 위해 수행되고, 큰 코히 런스 시간에 대한 다음 분광 필터링된다.

푸리에 급수

사인 평면 공간과 시간에서 완전히 일관된 파, 시간의 길이와 끝이 일관성 영역입니다. 모두 파도는 유한 시간 간격 동안 지속하고, 그 전파의 방향에 수직 인 단부를 갖는 펄스 파형이다. 수학적으로, 이들은주기 함수에 의해 설명된다. 웨이브 펄스와 Δω 비주기 함수를 분석 할 필요가 코 히어 런스 길이를 결정하는 주파수가 본 검색한다.

푸리에 분석에 따르면, 임의의주기적인 파형은 정현파의 중첩으로 간주 될 수있다. 푸리에 합성 정현파 복수의 중첩은 임의의주기적인 파형을 얻을 수 있음을 의미한다.

통신 통계

이 전자기 이론 통계뿐만 아니라, 통계 역학의 합병 결과 통계 역학의 조합이기 때문에 간섭 이론 물리학 및 기타 과학의 접속으로 간주 될 수있다. 이론 특성 및 광 필드의 동작에 임의의 변동의 영향을 정량화하는데 사용된다.

보통은 직접 파 필드의 변동을 측정하는 것은 불가능합니다. 개인 "기복은"가시 광선을 직접, 또는 정교한 악기 감지 할 수 없습니다 주파수는 초당 약 ^10월 15일 진동이다. 당신은 단지 평균을 측정 할 수 있습니다.

일관성의 응용 프로그램

일관성의 예와 같은 물리학 및 기타 과학의 연결은 다수의 애플리케이션에 추적 할 수 있습니다. 부분 간섭 필드는 이하 레이저 통신들을 유용하게 대기 난류에 의해 영향을 받는다. 그들은 또한 레이저 유발 핵융합 연구에서 사용된다 열핵 대상 빔의 작용을 "매끄럽게"선도하는 간섭 효과의 감소. Coherence는 스타 이진 시스템의 크기와 할당을 결정하는 데 특히 사용된다.

빛의 파장의 일관성 양자 및 고전 분야의 연구에 중요한 역할을한다. 2005 년, 로이 J 글라우버 빛 간섭의 양자 이론에 대한 그의 기여에 대한 노벨 물리학상 수상자의 하나가되었다.