Fāžu atšķirība pret ceļa starpību
Fāzu atšķirība un ceļa atšķirība ir divi ļoti svarīgi jēdzieni optikā. Šīs parādības ir redzamas gaismas viļņu modeļa problēmās, kas uztver gaismu kā ceļojošu vilni. Gan ceļa atšķirība, gan fāzu atšķirība ir ļoti svarīgas, lai izskaidrotu tādas parādības kā Younga dubultspraugas eksperiments, viena sprauga difrakcija, Ņūtona gredzeni, plānās kārtiņas traucējumi, Fresneļa dubultā spoguļa eksperiments, Fresnela difrakcija, difrakcijas režģi un zonu plāksnes.. Šīm parādībām ir arī tādi pielietojumi kā Kornu spirāle un Fresnela biprizma. Šajā rakstā mēs padziļināti apspriedīsim, kas ir fāzu atšķirība un ceļu atšķirība, kā arī to nozīme, pielietojums un atšķirības.
Fāžu atšķirība
Lai saprastu fāzu atšķirību, vispirms ir jāsaprot, kas ir “fāze”. Ceļojošo vilni var definēt, izmantojot vienādojumu Y(x)=A sin (ωt – kx), kur Y(x) ir nobīde uz y ass punktā x, A ir viļņa amplitūda, ω ir leņķiskā frekvence. no viļņa, t ir laiks, k ir viļņa vektors vai dažreiz saukts par viļņa skaitli, x ir vērtība uz x ass. Viļņa fāzi var interpretēt vairākos veidos. Visizplatītākā ir tā (ωt – kx) viļņa daļa. Redzams, ka pie t=0 un x=0 fāze arī ir 0. ωt ir kopējais apgriezienu skaits, ko viļņa avots ir izdarījis, kad laiks ir t, (ωt – kx) ir kopējais leņķis pret avota ir pagriezies. Fāzu atšķirība ir noderīga tikai tad, ja runa ir par vienas frekvences viļņiem. Fāzes starpība norāda, cik daudz vilnis atpaliek vai virzās attiecībā pret citu vilni. Ja divi viļņi traucē un to fāžu starpība ir nulle, iegūtā viļņa amplitūda ir divu krītošo viļņu summa; ja fāzes starpība ir 180° vai π radiāni, rezultāts ir abu amplitūdu atņemšana.
Ceļu atšķirība
Divu viļņu ceļu starpību var iedalīt divās kategorijās. Pirmā ir fiziskā ceļa atšķirība, bet otrā ir optiskā ceļa atšķirība. Fiziskā ceļa atšķirība ir izmērītā starpība starp diviem maršrutiem, ko veic divi viļņi. Optiskā ceļa starpība ir katra ceļa elementa pievienošana, kas reizināta ar tās vides refrakcijas indeksu, kurā atrodas ceļa elements. To var matemātiski apzīmēt kā n(x) dx integrāli.
Kāda ir atšķirība starp ceļa un fāzes starpību?
– Gan ceļa starpība, gan fāzes starpība vienādi veicina iegūtā viļņa nobīdi.
– Ceļu atšķirības rodas atkarībā no izvēlētā maršruta un vides refrakcijas indeksiem katrā maršrutā, savukārt fāzes atšķirība galvenokārt rodas viļņu fāzes inversijas dēļ, kad notiek spēcīga atstarošana.
– Ceļa starpība tiek mērīta metros, bet fāzes starpība ir leņķis, ko mēra radiānos vai grādos.
