Difrakce a interference

Difrakce a interference jsou dva jevy založené na principu superpozice vln. V minulosti existoval velký rozdíl mezi těmito dvěma jevy, mezi nimiž neexistují žádné zásadní rozdíly. Namísto toho je rušení výsledkem superpozice titrace dvou vln, které jsou synchronně titrovány s některými rozdíly ve fázi. Zatímco difrakce je výsledkem superpozice a kontinua vln a / nebo zdrojů, které jsou opět synchronní a mají určité poměry fází.

Co je difrakce?

Pod termínem difrakce považujeme výsledek superpozice kontinua různých zdrojů s identickou frekvencí fázově koherentních zdrojů. Pro zjednodušení výpočtu můžeme použít aproximaci, kde rozměry zdroje a / nebo clony, skrze které je záření uvolňováno, jsou malé ve srovnání s vzdáleností, při které je zvážen výsledek difrakčního jevu. Ve výpočtech se Hygensův princip ukáže jako obrovská pomoc. Princip Hygens uvádí, že všechny tyto body vlnoploše mohou být považovány za zdroje vln souvisle oscilající. Například pokud máme záclonu, která zabraňuje šíření vln a na ní jsme malý otvor, všechny body stejné fáze mezi okraji otvoru jsou koherentními zdroji nové vlny. Samozřejmě, pokud je původní zdroj oscilace dostatečně vzdálen z hlediska bodového zdroje (), potom mohou být společné body otvorů otvoru považovány za synchronní zdroje kmitání pro difrakční jev. Difrakční (optická) mřížka se provádí skleněnou deskou (mřížkou) s velkým počtem paralelních záplat na stejném propojení. Difrakční mřížka se používá k získání vzorku světelné difrakce s vysokou intenzitou. Podmínky pro tvorbu difrakčního maxima a minima jsou:

maximální difrakce: dsinφ = n Λ

difrakční minimum: dsinφ = (2n + 1) Λ / 2

kde d je konstanta difrakční mřížky, λ je vlnová délka a n - celé číslo má hodnoty = 1, 2, 3 …

Co je rušení?

V superpozici dvou mechanických vln může nastat konstruktivní a destruktivní zásah. V případě konstruktivní interference je výsledná amplituda větší než jakákoli amplituda jednotlivých vln, která tuto superpozici dělá, zatímco v destruktivní interferenci je výsledná amplituda nižší než jakákoli amplituda jednotlivých vln, které tuto interferenci způsobují. V podstatě se veškerá interference s vlnami světla zvyšuje, když se elektromagnetické pole obsahující jednotlivé vlny překrývá s výslednou vlnou. Pokud jsou vedle sebe umístěny dvě žárovky, nebude zjištěno žádné rušení, protože vlny jedné lampy jsou vydávány nezávisle na vlnách druhé žárovky. Emise z těchto dvou žárovek nemají konstantní fázový rozdíl v čase. Světelné vlny z běžných zdrojů, jako je žárovka, jsou způsobeny náhodnými změnami o velikosti 10-8 s. V důsledku toho jsou podmínky pro konstruktivní interferenci, destruktivní interferenci nebo přerušované trvání větší než 10 až 8 s. Protože oko nemůže sledovat takové krátké časové změny, nebylo zjištěno žádné rušení. Zdroje, ve kterých dochází k rychlé změně fázového rozdílu, se nazývají nekoherentní. Aby bylo možné pozorovat udržitelné rušení, musí být splněny následující podmínky: zdroj musí být koherentní (rozdíl ve fázích musí být konstantní, jeden ve vztahu k druhému), zdroj by měl být monochromatický (zdroj jednoho vlnová délka). Abychom měli stabilní interferenční vzor, ​​musíme mít vlny, mezi kterými je fázový rozdíl konstantní. Například zvukové vlny vysílané ze dvou reproduktorů umístěných vedle sebe připojených k jednomu zesilovači mohou vzájemně ovlivňovat, protože tyto dva reproduktory jsou koherentní. Důvodem je to, že oba reproduktory jsou připojeny ke stejnému zesilovači, takže jejich odezva na zesilovač je současná. Základním principovým způsobem získání dvou koherentních světelných zdrojů je použití monochromatického zdroje na překážce se dvěma otvory (trhliny). Světlo, které se objeví na těchto dvou trhlinách, je soudržné, protože pochází ze stejného zdroje.

Rozdíl mezi difrakcí a rušením

1) Definice difrakce a interference

Interference je výskyt shody dvou monochromatických koherentních světelných paprsků, které vedou k maximálnímu zvětšení nebo oslabení intenzity světla.

Difrakce je vzhled vlnění posunu od počátečního směru protažení (tvořit nové propagační linky) v jeho bít do překážky.

2) Podmínky difrakce a interference

K tomu, aby se vyskytly rušení, by vlnové zdroje měly být koherentní a monochromatické. I

V případě difrakce by vlna měla mít podobnou velikost jako překážka v bariéře.

Difrakce vs. interference: Srovnávací graf

Shrnutí difrakce a interference

• Difrakce je fenomén, který je často zaměňován s rušením. Interference by nastala tam, kde obě vlny vzájemně reagují, takže jsou jednoduše algebraické shrnuty. Difrakce by byla příčinou rušení, ale s významným rozdílem - existuje pouze jeden zdroj vln
• Kvůli interferenci musí být vlny koherentní - mají stejnou frekvenci, stejný směr oscilace a konstantní fázový rozdíl. V případě difrakce musí mít velikost překážky a vlnová délka světla určitý poměr