Diffraktio ja häiriöt

Diffraktio ja häiriö ovat kaksi ilmiötä, jotka perustuvat aaltojen päällekkäisyyteen. Aiemmin näiden kahden ilmiön välillä oli suuri ero, joista ei ole olennaisia ​​eroja. Nimittäin häiriö johtuu kahden aallon titrauksen päällekkäisyydestä, jotka on synkronisesti titrattu jonkin eron kanssa vaiheessa. Vaikka diffraktio on seurausta aallon ja / tai lähteiden päällekkäisyydestä ja jatkuvuudesta, jotka ovat jälleen synkronisia ja joilla on tiettyjä vaihe-suhteita.

Mikä on diffraktio?

Diffraktio-termillä tarkastelemme vaiheittain koherenttien lähteiden samanlaisen taajuuden eri- laisesti sijait- sevien lähteiden jatkuvan päällekkäisyyden tulosta. Laskennan yksinkertaistamiseksi voimme käyttää approksimaatiota, jossa lähteen ja / tai aukon mitat, joiden kautta säteily vapautuu, on pieni verrattuna etäisyyteen, jolla diffraktioilmiön tulos otetaan huomioon. Laskelmissa Hygensin periaate osoittautuu valtavasti apua. Hygens-periaatteessa todetaan, että kaikkia aaltoreunan päitä voidaan pitää aallonlähteinä, jotka ovat koherentisesti värähteleviä. Esimerkiksi jos meillä on verho, joka estää aallon etenemisen ja teemme pienen aukon sille, kaikki aukon reunojen väliset samassa vaiheessa olevat kohdat ovat johdonmukaisia ​​uuden aallon lähteitä. Luonnollisesti, jos alkuperäinen värähtelylähde on riittävän kaukana pistemähdestä (), aukon reikien yhteisiä pisteitä voidaan pitää tahdistuneina värähtelylähteinä diffraktioilmiöön. Diffraktio (optinen) ritilä suoritetaan lasilevyllä (verkolla), jolla on suuri määrä rinnakkaisia ​​laastareita yhtä suurilla liitännöillä. Diffraktiohöylää käytetään suuritehoisen valon diffraktiokuvion aikaansaamiseksi. Edellytykset diffraktiomaksimäärän ja minimiarvon muodostamiseksi ovat:

suurin diffraktio: dsinφ = n Λ

diffraktio minimi: dsinφ = (2n + 1) Λ / 2

jossa d on diffraktioverkon vakio, Λ on aallonpituus ja n - koko luku, jonka arvot ovat 1, 2, 3 …

Mikä on häiriö?

Kahden mekaanisen aallon superpositiossa voi syntyä rakentavaa ja tuhoisaa häiriötä. Konstruktivien häiriöiden tapauksessa tuloksena oleva amplitudi on suurempi kuin mikään yksittäinen aaltoamplitudi, joka tekee tämän päällekkäisyyden, kun taas tuhoisassa häiriössä tuloksena oleva amplitudi on pienempi kuin mikään yksittäisten aaltojen amplitudi, joka aiheuttaa tämän häiriön. Pohjimmiltaan kaikki häiriöt valon aaltojen kanssa lisääntyvät, kun yksittäisten aaltojen sisältävä sähkömagneettinen kenttä on sijoitettu tuloksena olevalle aallolle. Jos kaksi lamppua on sijoitettu vierekkäin, häiriöitä ei havaita, koska yhden lampun aallot säteilevät toisistaan ​​riippumatta toisen polttimon aallosta. Näiden kahden lampun päästöillä ei ole pysyvää vaihe-eroa ajassa. Valonlähteitä tavallisista lähteistä, kuten lamppu, aiheutuu sattumanvaraisista muutoksista, joiden suuruus on 10-8 s. Näin ollen konstruktivien häiriöiden, tuhoisien häiriöiden tai ajoittaisen keston edellytykset ovat suurempia kuin 10-8 s suuruusjaksot. Koska silmä ei voi havaita tällaisia ​​lyhyitä muutoksia, häiriöitä ei ole havaittu. Lähteitä, joissa meillä on nopea vaihe-eron muutos, kutsutaan epäherkiksi. Jotta voidaan havaita kestävä häiriö, on noudatettava seuraavia ehtoja: lähteen on oltava johdonmukainen (vaiheissa olevan eron on oltava vakio, toinen suhteessa toiseen), lähteen pitäisi olla monokromaattinen (lähde yksi aallonpituus). Stabiilin häiriökuvion aikaansaamiseksi on oltava aaltoja, joiden välille vaihe-ero on vakio. Esimerkiksi yhdestä vahvistimesta toisiinsa sijoitettujen kahden kaiuttimen lähettämät ääniaallot voivat häiritä toisiaan, koska nämä kaksi kaiutinta ovat johdonmukaisia. Tämä johtuu siitä, että molemmat kaiuttimet on kytketty samaan vahvistimeen, joten niiden vaste vahvistimeen on samanaikainen. Perusperiaatteen mukainen menetelmä kahden koherentin valonlähteen hankkimiseksi on käyttämällä monokromaattista lähdettä, joka on tukossa kahdella aukolla (halkeamat).Näistä kahdesta halkeamasta ilmenevä valo on johdonmukainen, koska se on peräisin samasta lähteestä.

Diffraktio- ja häiriöiden välinen ero

1) Diffraktio ja häiriö

Häiriö on kahden monokromaattisen koherentin valonsäteen samankaltaisuus, joka johtaa valon voimakkuuden suurentamiseen tai heikentymiseen.

Diffraktio on aallon ulkonäkö, joka siirtyy venytyksen alkusuunnasta (muodostaen uusia etenemislinjoja) sen osumiseen esteeksi.

2) Diffraktio- ja häiriötilanteet

Jotta häiriö voi tapahtua, aallonlähteiden tulisi olla yhtenäisiä ja monokromaattisia. minä

n diffraktioiden tapauksessa aallon tulisi olla kooltaan samanlainen kuin este esteessä.

Diffraktio vs. häiriö: vertailukaavio

Yhteenveto diffraktioista ja häiriöistä

• Diffraktio on ilmiö, joka usein sekoittuu häiriöihin. Häiriöitä esiintyy silloin, kun kaksi aaltoa vuorovaikutuksessa toistensa kanssa ovat yksinkertaisesti algebrallisia. Diffraktio aiheuttaisi häiriöitä, mutta merkittävä ero - on vain yksi aaltolähde
• Aaltojen häiritsemiseksi on oltava johdonmukaisia ​​- on sama taajuus, sama oskillaatiosuunta ja jatkuva vaihe-ero. Jos kyseessä on diffraktio, esteen koon ja valon aallonpituuden on oltava tietty suhde