Последователност - един

Помислете вълна посадъчен в пространството. Последователност - мярка за съответствието между неговите фази, измерена в различни точки. Последователност на вълната зависи от характеристиките на нейния източник.

Два вида на съгласуваност

Нека разгледаме един прост пример. Представете си две поплавък, се повдига и спуска на повърхността на водата. Да приемем, че източникът на вълна е единственият стик, който хармонично потопен и отстранен от вода счупи спокойна повърхност на повърхността на водата. Така, че има идеален корелация между движенията на двата поплавъка. Те не могат да се движат нагоре и надолу, точно във фаза, когато човек отива нагоре, а другата надолу, но разликата между фазите на позициите на двата поплавъка е постоянна във времето. Хармонично вибриращо източник точка произвежда абсолютно последователна вълна.

При описанието на съгласуваността на светлинните вълни, прави разграничение между два вида му - пространствени и времеви.

Последователност се отнася до способността на светлина, за да се получи модел смущения. Ако две светлинни вълни са обединени, и те не създават области на засилено и намалява яркостта, те се наричат ​​непоследователен. Ако те произвеждат "идеален" намеса модел (в смисъл на пълни разрушителни области на смущения), те са напълно съгласувани. Ако две вълни създават "по-малко от перфектно" картина, се счита, че те са частично последователна.

Последователност - явление, което е най-добре обяснено от един експеримент.

Времето на дължина и съгласуваност

Това, което се наблюдава на екрана? Когато D = 0 може да се види няколко много ясни смущения ресни. Когато г се увеличава, групата става все по-ясно изразен: тъмните области стават по-ярки, а светлината - димер. И накрая, за много голям г, превишаващо определена критична стойност на D, светли и тъмни пръстени напълно изчезват, оставяйки само в мъгла.

Очевидно е, че полето на светлината не може да се намесва с времезакъснение версия на себе си, когато закъснението е достатъчно голям. Разстояние 2D - това е дължината на последователността: ефектите на интерференцията са забележими само, когато разликата в начина, по-малко от това разстояние. Тази стойност може да бъде превърнато в време ТС чрез разделяне със скоростта на светлината: ТС = 2D / C.

Съгласуваност и време

Времеви последователност - мярка за корелация между фазите на светлинните вълни в различни точки по посоката на разпространение.

Да приемем източник излъчва дължина на вълната λ и λ ± δλ, които в някакъв момент в пространството ще попречи разстояние LC = λ 2 / (2πδλ). Тук LC - дължината на съгласуваност.

Фазата на размножителен вълна в посока х се определя като F = KX - ωt. Ако говорим за модела на вълни в пространството в момент на по-LC разстояние. фазовата разлика между двата вълна векторите К1 и К2. които са във фаза при х = 0 е равна δφ = LC (К1 - k2). Когато δφ = 1 или δφ

60 °, светлината вече не е съгласуван. Смущения и дифракция има значителен ефект върху контраста.

Вълната преминава през пространството със скорост С.

ТС време съгласуваност = LC / сек. Тъй λf = С, след δf / е = δω / ω = δλ / λ. Можем да напишем

Ако известна дължина на вълната или честота на размножаване на светлинен източник може да се изчисли и LC TC. Невъзможно е да се отбележи, схемата смущения получава чрез разделяне на амплитудата, като тънък филм смущения, ако оптичен път разлика значително надвишава LC.

Времеви източник съгласуваност казва Блек.

Последователност и пространството

Пространствена последователност - мярка за корелация между фазите на светлинните вълни в различни точки напречно на посоката на разпространение.

Когато разстояние L от монохроматичен топлинна (линеен) източник, чиято линейна размери от порядъка на δ, двете четящи разположени на разстояние над DC = 0,16λL / δ, вече не произвеждат разпознаваема модел смущения. πdc 2/4 е зоната на източника на съгласуваност.

Ако по време на т виж източника на ширина δ, разположена перпендикулярно разстояние L от екрана, на екрана могат да се видят двете точки (Р1 и Р2), разделени от разстояние г. На електрическото поле в Р1 и Р2 представлява суперпозиция на електрическите полета на вълни, излъчвани от всички точки на източника на лъчение, които не са свързани един с друг. За електромагнитни вълни, излизащи Р1 и Р2, създавайки разпознаваем модел смущения в наслагване Р1 и Р2 трябва да бъде във фаза.

състояние съгласуваност

Светлинни вълни, излъчвани от двата края на източника, в някакъв момент от време т имат определена фаза разлика директно в центъра между две точки. Гредата идващи от левия ръб на δ до точка Р2 да предаде г (sinθ) / 2-далеч от лъча позиция към центъра. Траекторията на снопа, идващи от десния край на δ към точка Р2, преминава по пътя г (sinθ) / 2-малко. Разликата в изминатото разстояние на две греди е г · sinθ и представлява разлика δf фаза '= 2πd · sinθ / λ. За разстоянието от Р1 с Р2 по фронта на вълната имаме δφ = 2δφ '= 4πd · sinθ / λ. Вълните излъчвани от двата края на източника, са във фаза с Р1 в момент и са извън фаза в региона 4πdsinθ / λ в Р2. От sinθ

δ / (2 L), след това δφ = 2πdδ / (Lλ). Когато δφ = 1 или δφ

От 60 °, светлината вече не се счита за последователна.

δφ = 1 -> г = Lλ / (2πδ) = 0,16 Lλ / δ.

Пространствената последователността на споменатото чело на вълната фаза хомогенност.

Лампа с нажежаема жичка е пример за непоследователен източник на светлина.

Кохерентна светлина може да бъде получена от източник на непоследователен радиация, ако ние изхвърлете-голямата част от радиация. Първият пространствено филтриране се извършва за увеличаване на пространствен последователността и след това спектрална филтриране за по-голям времеви последователност.

Редове на Фурие

Синусоидален плоска вълна напълно последователна във времето и пространството, а дължината му от време и областта за съгласуваност безкраен. Всички реални вълни са вълнови импулси с продължителност ограничен интервал от време, и с цел перпендикулярна на посоката на разпространение. Математически, те са описани от периодична функция. За да намерите най-честоти присъстват в импулси на вълната за определяне δω и дължината на съгласуваност е необходимо да се анализира непериодични функции.

Според Фурие анализ, произволна периодична вълна може да се разглежда като суперпозиция на вълни задължително. синтез на Фурие означава, че наслагване на множество синусоидални вълни позволява да се получи произволен периодична форма на вълната.

статистики за комуникация

теория съгласуваност може да се разглежда като връзката на физиката и други науки, тъй като тя е резултат от сливането на електромагнитната теория и статистика, както и статистическата механика е на Съюза на механиката на статистическите данни. Теорията се използва за количествено определяне на характеристиките и последиците от случайните колебания в поведението на светлинни полета.

Обикновено това е невъзможно да се измери колебания на полето вълна директно. Индивидуални "възходи и падения" видима светлина не могат да бъдат открити директно, или дори с усъвършенствани инструменти: неговата честота е приблизително 15 октомври трептения в секунда. Можете да измерите само средните стойности.

Прилагане на съгласуваност

Свързване на физиката и други науки, като пример за съгласуваност може да бъде проследена в редица приложения. Частично кохерентни полета са по-малко засегнати от атмосферното сътресения, което ги прави полезни за лазерни комуникации. Те се използват и в изследването на лазерни индуцирана реакции слети: намаляване на смущения ефекти, водещи до "изглаждане" действието на лъча на термоядрен целта. Съгласуваността се използва по-специално за да се определи размера и разпределението на звездни бинарни системи.