Mustahkamlik - a ... izchil nur to'lqinlar. vaqtinchalik mustahkamlik

kosmosda bir to'lqin ko'rib chiqaylik. Mustahkamlik - turli nuqtalarda o'lchanadi, uning bosqichlarida o'rtasidagi munosabatlar bir chora. Mustahkamlik to'lqin uning manbai xususiyatlariga bog'liq.

halollik ikki turdagi

ning oddiy misolni ko'rib chiqaylik. chiqish va suv yuzasiga tushgan, ikki float tasavvur qiling. to'lqin manbai garmonik botiriladi va suv yuzasi sokin sirtini kesish suv olib faqat tayoq, deb taxmin. Shunday qilib, ikki suzuvchi harakatlari o'rtasida mukammal bog'liqlik mavjud. Ular yuqoriga harakat mumkin emas va pastga aniq bosqichida, bir yuqoriga ketadi, boshqa pastga, lekin ikki suzuvchi pozitsiyalari o'rtasidagi o'zgarishlar farqi vaqt ichida doimiy emas. Barkamol turilishi nuqta manbai juda ishlab chiqaradi izchil to'lqin.

yorug'lik to'lqinlar mustahkamlik tasvirlab bo'lsa, uning ikki turdagi ajrata - fazoviy va muvaqqat.

Mustahkamlik ishlab chiqarish nur qobiliyatini anglatadi aralashuv naqsh. Ikki nur to'lqinlari birgalikda olib qilinadi va ular oshdi joylari yaratish emas va yorqinligini kamayadi bo'lsa, ular mantiqsiz deb ataladi. Ular (to'liq zararli aralashish joylari ma'noda) "ideal" aralashish naqsh ishlab chiqarish bo'lsa, ular to'liq izchil bor. Ikki to'lqin rasmda «mukammal kamroq" yaratish bo'lsa, ular qisman izchil deb hisoblanadi.

Michelson interferometresi

Mustahkamlik - eng yaxshi tajriba bilan izohlanadi bir hodisa.

Ko'zgularni M ₁ tomon nur 50% ifodalaydi va oyna m ₂ tomon 50% uzatadi bir yarim shaffof oyna M _0, ustiga qaratilgan: Michelson yilda (quyosh, yulduzlar, yoki lazer har qanday bo'lishi mumkin) Manba yorug'likni _{interferometr.} nur qaytib M ₀ oyna har bir _aks, va yorug'lik teng qismlarini M ₁ aks va M ₂ qurilma nur bo'luvchi Ko'zgularni M ₁ uzoqliligi o'zgartirib tuzilgan mumkin ekran B ustiga birlashtirilib va _{rejalashtirilmoqda} bo'ladi.

Michelson interferometresi aslida o'z vaqti-kechiktirildi versiyasi bilan nurlarning aralashadi. Ko'zgularni M ₁ yo'lda o'tadi Light yana oyna m ₂ harakat bir nuri ortiq 2d haqida masofani borish uchun _bor.

uzunligi va mustahkamlik vaqt

Nima ekranda kuzatiladi? = D bo'lsa 0 juda aniq aralashish chegarasida bir qator ko'rish mumkin. d ortib bo'lsa, guruhning kamroq seziladi bo'ladi: qora joylar yorqinroq bo'lib, va engil - dimmer. Nihoyat, juda katta d, D ma'lum bir tanqidiy qiymati cheksiz uchun, engil va qorong'u uzuk faqat loyqa qoldirib, butunlay yo'qoladi.

vaqt kechikish etarlicha katta bo'lsa Shubhasiz, engil dala o'zi vaqti-kechiktirildi versiyasi bilan aralashish mumkin emas. Masofa 2D - bu mustahkamlik uzunligi: to'siq ta'siri sezilarli bo'lgan faqat bu masofa kamroq tarzda farq. Bu qiymat tomonidan uning bo'linmasi _c t davomida aylanadi mumkin yorug'lik tezligiga t _c = 2D / c: v.

o'zi bir kechiktirilgan versiyasi bilan aralashishga, uning qobiliyati: Michelson tajriba yorug'lik to'lqin vaqtinchalik mustahkamlik o'lchaydi. Yaxshi-barqarorlashdi lazer t _c = 10 ^-4 s, l _c = 30 km; issiqlik t _S = 10 ^-8, l _c = 3 m filtri nur.

Mustahkamlik va vaqt

Vaqtinchalik mustahkamlik - ko'paytirish yo'nalishi bo'ylab turli nuqtalarda nur to'lqinlar bosqichlarida o'rtasidagi nisbat chora.

Faraz manbai kosmosda bir nuqtada bir masofa l _v = λ ² / (2πΔλ) da xalaqit beradi λ va λ ± Δλ, bir to'lqin uzunligi chiqaradi. Qayerdan l _v - mustahkamlik uzunligi.

x yo'nalishda bir to'lqin bosqichi f = KX sifatida belgilangan - ωt. Biz bir masofa l _S da T kosmosda rasm to'lqinlari ko'rib _bo'lsa, x = 0 da bosqichida ikki to'lqin vektor k ₁ va k _2, orasidagi davr farq Δφ = l _C (- K ₂ k ₁₎ ga teng _bo'ladi. Δφ = 1 yoki Δφ ~ 60 °, engil endi izchil bo'lsa. Agar shovqin va burilish farqli haqida muhim ta'sir ko'rsatadi.

Shunday qilib:

• 1 = l _v (k ₁ - k _{2) l v = (2π / λ} - 2π / (λ + Δλ));
• _{l c (λ + Δλ - λ} ) / (λ (λ + Δλ)) ~ l v Δλ / λ ² = 1 / 2π;
• l _c = λ ² / (2πΔλ).

to'lqin bir tezlik C fazoda o'tadi.

mustahkamlik vaqt t _c = l _c / s. λf = C boshlab, keyin Δf / f = Δω / ω = Δλ / λ. Biz yozishingiz mumkin

• l _c = λ ² / (2πΔλ) = λf / ( 2πΔf) = c / Δω;
• t _c = 1 / Δω.

Agar ma'lum bo'lsa to'lqin uzunligi yoki yorug'lik manbai targ'ibot chastotasi, u l _S va T _S hisoblash _mumkin. Bu optik yo'l farqi l _v nisbatan sezilarli darajada katta bo'lsa, bunday yupqa kino aralashish sifatida amplitudasi, bita olingan to'siq naqsh kuzatish mumkin _emas.

Vaqtinchalik mustahkamlik manbai Black deydi.

Mustahkamlik va kosmik

Fazoviy mustahkamlik - ko'ndalang targ'ibot yo'nalishiga turli nuqtalarda yengil to'lqinlar bosqichlarida o'rtasidagi nisbat chora.

Qachon chiziqli d tartibini o'lchamlari monoxromatik issiqlik (chiziqli) manbadan masofa L, bir masofada joylashgan ikki uyasi d _c = 0,16λL / d dan, endi bir taniladigan aralashish naqsh ishlab chiqarish katta. πd _c ^2/4 mustahkamlik manbai maydoni hisoblanadi.

vaqtda t ekrandan masofa L perpendikulyar moyil kengligi d manbasini ko'rishingiz bo'lsa, ekran bir masofa d bilan ajratilgan ikki ochko (P1 va P2) ko'rishingiz mumkin. P1 va P2 elektr maydon manbai, bir-biriga bog'liq emas nurlanish barcha nuqtalari tomonidan emissiya to'lqinlar elektr sohalarda süperpozisyonu ifodalaydi. Uchun elektromagnit to'lqinlar ketma-ket kelishi P1 bir taniladigan aralashish naqsh yaratish va P2 bosqichida bo'lishi kerak, P1 va P2 chiqmasdan.

mustahkamlik sharti

vaqt t bir nuqtada manba ikki chetidan chiqadigan yorug'lik to'lqinlari, ikki nuqta orasidagi markazida bevosita muayyan bosqich farq bor. bir nuqta P2 uchun d chap chetiga kelgan nur (sinθ) qo'shimcha markaziga sarlavha nuri dan / 2 D o'tishi. P2 ishora qilish d o'ng chetiga kelgan nurlanish traektoriyasi, yo'l D (sinθ) / 2 kamroq kuni o'tadi. uzoqdan farq · sinθ D ikki to'sinlari sayohat va o'zgarishlar farqni Δf 'ifodalaydi = 2πd · sinθ / λ. to'lqin oldida birga P2 uchun P1 masofa uchun, biz = 4πd · sinθ / λ 'Δφ = 2Δφ olish. manbai ikki chetiga tomonidan emissiya to'lqin, vaqt T P1 bilan bosqichida va P2 bilan 4πdsinθ / λ viloyatida bosqich amalga bo'ladi. sinθ ~ δ / (2L) boshlab, keyin Δφ = 2πdδ / (Lλ). Δφ = Δφ ~ 1 yoki 60 °, engil endi izchil ko'rib bo'lsa.

Δφ = 1 -> d = Lλ / (2πδ) = 0,16 Lλ / δ.

dedi Wavefront bosqich homojenlikteki fazoviy mustahkamlik.

Akkor chiroq mantiqsiz yorug'lik manbai namunasidir.

Biz nurlanishning eng tashlamoq bo'lsa izchil nur, mantiqsiz nurlanish manbai olinishi mumkin. birinchi fazoviy filtrlash fazoviy mustahkamlik oshirish amalga, va katta dunyoviy mustahkamlik keyin spektral filtrlash bo'ladi.

Fourier qator

Sinusoidal samolyot maydon va vaqtda butunlay izchil to'lqin, va vaqt uning uzunligi va cheksiz mustahkamlik maydoni. Barcha haqiqiy to'lqin chekli vaqt oralig'i uchun uzoq muddatli va keng tarqalishi, ularning yo'nalishi perpendikulyar chek ega to'lqin urishlar bo'ladi. Matematik, ular vaqti-vaqti bilan funktsiya tomonidan tasvirlanadi. to'lqin bakliyat va Δω nodavlat davriy vazifalarni tahlil qilish kerak, bir mustahkamlik uzunligini aniqlash uchun chastotalar mavjud topish uchun.

Fourier tahlil ko'ra, tasodifiy davriy to'lqin sinus to'lqinlar bir toplamsal sifatida qaralishi mumkin. Fourier sintezi sinusoidal to'lqinlar bir qancha ketma-ket kelishi tasodifiy davriy to'lqin shakli olish imkonini beradi, degan ma'noni anglatadi.

aloqa statistika

u elektromagnit nazariyasi va statistik, shuningdek, statistik mexanika bir birlashishi natijasida statistika mexanikasi uyushmasi, chunki mustahkamlik nazariyasi, fizika va boshqa fanlar munosabati sifatida qabul qilinishi mumkin. nazariyasi xususiyatlari va yengil sohalarda xatti tasodifiy tebranishlar ta'sirini o'lchash uchun ishlatiladi.

Odatda u bevosita to'lqin sohasidagi fluktuatsiyalarini o'lchash mumkin emas. Individual "hodisa va ezilgan" ko'rinadigan yorug'lik bevosita, yoki hatto murakkab vositalar bilan aniqlash mumkin emas: uning chastota sekundiga taxminan 10 ¹⁵ osilasyonlar bo'lgan. Siz faqat o'rtacha o'lchash mumkin.

halollik Application

halollik misol sifatida fizika va boshqa fanlar Ulanish ilovalar bir qator kuzatilishi mumkin. Qisman izchil sohalar kam lazer aloqa uchun foydali qiladi atmosfera Jo'sh, ta'sir qilinadi. Ular, shuningdek, lazer keltirib sintezi reaktsiyalar o'rganishda ishlatiladi: termoyadroviy maqsad nurlanish chora "silliq" etakchi to'siq ta'siri kamayishi. Mustahkamlik yulduz qo'shaloq hajmini va ajratish aniqlash uchun alohida ishlatiladi.

yorug'lik to'lqin mustahkamlik kvant va klassik konlarini o'rganish muhim ahamiyat kasb etadi. 2005 yilda, Roy J. natriy sulfat Optik muvofiq kvant nazariyasiga qo'shgan hissasi uchun fizika bo'yicha Nobel mukofoti g'oliblaridan biri bo'ldi.