Applicering av störningar, störningar i en tunn film

Idag ska vi prata om tillämpningen av störningar i vetenskap och vardag, vi kommer att avslöja den fysiska betydelsen av detta fenomen och berätta om historien om dess upptäckt.

Definitioner och fördelningar

Innan du pratar om betydelsen av detta eller det därett fenomen i natur och teknik, är det nödvändigt att ge en definition först. Idag överväger vi ett fenomen som skolbarn studerar i fysiklektioner. Därför, innan vi beskriver den praktiska tillämpningen av störningar, låt oss vända oss till läroboken.

Till att börja med bör det noteras att detta fenomenhänvisar till alla typer av vågor: till de som uppstår på ytan av vatten eller i studien. Så interferens är en ökning eller minskning av amplituden hos två eller flera koherenta vågor, vilket uppstår om de uppträder vid en punkt i rymden. Maxima i detta fall kallas antinoder, och minima kallas noder. I denna definition förekommer vissa egenskaper hos oscillatoriska processer, som vi kommer att avslöja senare.

Bilden som erhålls som en följd av överlagring av vågor på varandra (och det kan finnas många av dem) beror endast på fasskillnaden där oscillationerna kommer fram till en punkt i rymden.

Ljus är också en våg

Till denna slutsats kom forskare redan i sextondetalet. Grunden för optiken som vetenskap låg den världsberömda engelska forskaren Isaac Newton. Det var han som först insåg att ljuset består av vissa element, vars antal bestämmer sin färg. Forskaren upptäckte fenomenet dispersion och brytning. Och han var den första som observerade ljusets störningar på linser. Newton studerade sådana egenskaper hos strålar som refraktionsvinkeln i olika medier, dubbelbrytning, polarisering. Till honom hörs förmånen för den första tillämpningen av vågens interferens till förmån för mänskligheten. Och det var Newton som insåg att om det inte fanns någon lätt tvekan så skulle han inte visa alla dessa egenskaper.

Egenskaper av ljus

Vågens egenskaper är:

Våglängd. Detta är avståndet mellan två intilliggande maxima för en oscillation. Det är våglängden som bestämmer färgen och energin hos den synliga strålningen.
Frekvens. Detta är antalet totala vågor som kan uppstå om en sekund. Värdet uttrycks i Hertz och omvänt proportionellt mot våglängden.
Amplituden. Detta är "höjden" eller "djupet" av oscillationen. Värdet ändras direkt när två svängningar stör varandra. Amplituden visar hur starkt det elektromagnetiska fältet var indignerat för att generera denna speciella våg. Hon ställer också in fältstyrkan.
Fasvåg. Detta är den del av svängningen som uppnås vid en given tidpunkt. Om två vågor träffades vid en punkt under störning kommer deras fasskillnad att uttryckas i enheter av π.
Elektromagnetisk strålning kallas sammanhängande.med samma egenskaper. Sammanhållningen av två vågor innebär konstans av deras fasskillnad. Naturliga källor till sådan strålning existerar inte, de skapas endast genom konstgjorda medel.

Ansökan först - vetenskaplig

Sir Isaac arbetade hårt på egenskaperav ljus. Han observerade hur exakt en stråle strålar uppträder när det möter ett prisma, en cylinder, en platta och en lins från olika brytande transparenta media. När Newton satt en glas konvex lins av en krökt yta ned på en glasplatta och riktade en ström av parallella strålar till strukturen. Som en följd divergerades radiellt ljusa och mörka ringar från linsens mittpunkt. Vetenskapsmannen gissade omedelbart att ett sådant fenomen endast kan observeras om det finns någon form av periodisk egendom i världen som någonstans dämpar strålen, men någonstans tvärtom stärker den. Eftersom avståndet mellan ringarna berodde på linsens krökning, kunde Newton ungefär beräkna våglängden för svängningen. Således fann den engelska forskaren för första gången en konkret tillämpning på fenomenet störningar.

Störning vid klyftan

Ytterligare forskning om ljusets egenskaper krävsgöra och genomföra nya experiment. Först lärde forskare hur man skapar sammanhängande strålar från ganska olika källor. För detta var flödet från en lampa, ett ljus eller solen uppdelad i två med hjälp av optiska enheter. När en stråle faller på en glasplatta i en vinkel på 45 grader, bryts en del av den och passerar vidare, och en del av den reflekteras. Om med hjälp av linser och prismer för att göra dessa flöden parallella kommer fasskillnaden i dem att vara konstanta. Och så att ljuset i experiment inte utstrålade från en punktkälla som en fläkt, blev strålen parallell med hjälp av en fokuseringslins.

När forskare lärde sig alla dessa lätta manipulationer, började de studera fenomenet störningar i olika hål, inklusive en smal slits eller ett antal slitsar.

Störning och diffraktion

Erfarenheten som beskrivits ovan gjordes aven annan egenskap av ljusdiffraktion. Övervinna ett hinder som är tillräckligt litet för att jämföras med en våglängd, oscillationen kan ändra riktningen av dess fortplantning. På grund av detta, efter en smal slits, ändrar en del av strålen utbredningsriktningen och interagerar med strålarna som inte ändrar lutningsvinkeln. Därför kan appliceringen av störning och diffraktion inte separeras från varandra.

Modeller och verklighet

Fram till den här tiden använde vi en modellideal värld där alla ljusstrålar är parallella med varandra och sammanhängande. Också i den enklaste beskrivningen av störningar antas att strålning med samma våglängd alltid uppträder. Men i verkligheten är allt inte så: ljuset är oftast vitt, det består av alla elektromagnetiska svängningar som solen ger. Så interferensen sker enligt mer komplicerade lagar.

Tunna filmer

Det mest uppenbara exemplet på denna typ av interaktionLjus - det här är fallet av en ljusstråle på en tunn film. När det finns en droppe gas i en stadspöl, skimmar ytan med alla regnbågens färger. Och detta är en följd av störningar.

Ljus faller på ytan av filmen, brytas,faller på gränsen till bensin och vatten, reflekteras och återigen bryts. Som ett resultat möter utmatningsvågen med sig själv. Sålunda släckes alla vågor, förutom de för vilka ett tillstånd är uppfyllt: filmtjockleken är en multipel av halv heltal våglängd. Då, vid utgången, kommer oscillationen att uppstå med sig själv med två maxima. Om beläggningens tjocklek är lika med hela våglängden, så kommer utmatningen att ge maximalt minimum och strålningen släcker sig.

Av detta följer att ju tjockare filmen, denmer bör vara våglängden som kommer ut utan förlust. En tunn film bidrar faktiskt till valet av individuella färger från hela spektret och kan användas i teknik.

Foto sessioner och prylar

Det är märkligt nog, att vissa tillämpningar av störningar är bekanta med alla moderna kvinnor i världen.

Huvudarbetet med en vacker tjejmodell är bratitta framför kameror. Ett helt lag förbereder sig för en fotografering för kvinnliga proffs: en stylist, sminkartist, designer av kläder och inredning, en tidningsredaktör. Irriterande paparazzi kan fälla en modell på gatan, hemma, i roliga kläder och löjligt hållande, och sedan sätta bilderna på den offentliga skärmen. Men för alla fotografer är bra utrustning viktig. Vissa enheter kan kosta flera tusen dollar. Bland de viktigaste egenskaperna hos sådan utrustning är nödvändigtvis upplyst optik. Och bilderna från en sådan enhet kommer att vara av mycket hög kvalitet. Följaktligen ser en stjärnskott utan förberedelse inte heller otrevlig ut.

Glasögon, mikroskop, stjärnor

Grunden för detta fenomen är störningar i tunnfilmer. Detta är ett intressant och vanligt fenomen. Och ljusets inblandning används i tekniken, som vissa håller i sina händer varje dag.

Det mänskliga ögat uppfattar bästgrön färg Därför bör bilder av vackra tjejer inte innehålla fel i denna speciella region av spektrumet. Om en film med en viss tjocklek appliceras på kamerans yta, kommer sådan utrustning inte att ha gröna höjdpunkter. Om den uppmärksamma läsaren någonsin lagt märke till sådana detaljer, borde det ha blivit drabbat av närvaron av bara röda och lila reflektioner. Samma film appliceras på glasögonen.

Men om det inte handlar om det mänskliga ögat, men omimpassiv enhet? Till exempel måste ett mikroskop registrera det infraröda spektrat, och ett teleskop måste studera de ultravioletta komponenterna i stjärnorna. Därefter appliceras en antirefleksfilm med en annan tjocklek.

</ p>>