Sesambungan - a ... ombak cahya manéka warna takson. sesambungan Temporal

Coba propagating gelombang ing papan. Sesambungan - ukuran korélasi antara fase sawijining, diukur ing beda nilai. gelombang sesambungan gumantung karakteristik saka sawijining sumber.

Rong jinis sesambungan

Ayo dadi nimbang conto prasaja. Mbayangno loro url, Rising lan Mudhun ing lumahing banyu. Nganggep yen sumber gelombang mung kelet kang harmonically nyemplungaken lan dibusak saka banyu bejat lumahing kalem saka lumahing banyu. Saéngga ana korélasi sampurna antarane obahe loro pelampung. Padha ora bisa mindhah munggah lan mudhun sabenere ing phase, nalika siji dadi munggah, sing liyane mudhun, nanging prabédan phase antarane posisi loro pelampung iku pancet ing wektu. Harmonically sumber titik oscillating mrodhuksi pancen gelombang manéka warna takson.

Nalika njlentrehke sesambungan saka ombak cahya, mbedakake rong jinis sawijining - keruangan lan Temporal.

Sesambungan nuduhake kemampuan saka cahya kanggo gawé pola gangguan. Yen loro ombak cahya sing nggawa bebarengan, lan padha ora nggawe wilayah saka tambah lan melorot padhange, disebut incoherent. Yen padha gawé "becik" pola gangguan (ing raos wilayah gangguan cilaka lengkap), lagi kanthi manéka warna takson. Yen loro ombak nggawe "kirang sampurna" Gambar, iku dianggep sing lagi sebagian manéka warna takson.

Michelson interferometer

Sesambungan - kedadean sing diterangake dening eksprimen.

Ing Michelson interferometer cahya saka sumber S (kang uga samubarang: srengenge, lintang, utawa laser) diarahake dhateng pangilon M semitransparent _0, kang nggantosi 50% saka cahya menyang mirror M ₁ lan ngirimaken 50% menyang mirror M _2. Beam kacetha saka saben mirrors bali kanggo M _0, lan bagian witjaksono cahya dibayangke saka M ₁ lan M _{2 digabungake} lan digambaraken dhateng B. Layar piranti bisa diatur kanthi ngganti ing kadohan saka mirror M ₁ kanggo Beam Splitter.

Michelson interferometer ateges campur Beam karo versi wektu-telat saka dhewe. Cahya sing liwat ing dalan kang anjog ing pangilon M ₁ wis pindhah ing kadohan ing 2d ing luwih saka balok sing gerakane pangilon M _2.

Dawa lan sesambungan wektu

Apa wis diamati ing layar? Nalika d = 0 bisa katon sawetara pinggiran gangguan cetha banget. Nalika d tambah, band dadi kurang pocapan: ing wilayah peteng dadi padhang, lan cahya - dimmer. Akhire, kanggo d banget gedhe, ngluwihi Nilai kritis tartamtu saka D, cahya lan dering peteng ilang rampung, ninggalake mung ora cetho.

Temenan, ing lapangan cahya ora bisa ngganggu versi wektu-telat saka dhewe nalika wektu tundha cukup gedhe. Distance 2D - iku dawa sesambungan: efek gangguan ngelingke mung nalika prabédan ing cara kurang saka kadohan iki. Nilai iki bisa diowahi sak t _c divisi déning kacepetan cahya c: t _c = 2D / c.

Michelson jajalan ngukur sesambungan Temporal saka gelombang cahya: kemampuane kanggo ngganggu versi telat saka dhewe. A uga-owah laser t _c = 10 ^-4 s, l _c = 30 km, saring cahya saka panas t _c = 10 ^-8, l _c = 3 m.

Sesambungan lan wektu

Temporal sesambungan - ukuran korélasi fase gelombang cahya ing macem-macem TCTerms bebarengan arah panyebaran.

Nganggep sumber mancaraken gelombang λ lan λ ± Δλ, kang ing sawetara titik ing papan bakal ngganggu ing kadohan l _c = λ ² / (2πΔλ). Where l _c - dawa sesambungan.

Ing phase saka propagating gelombang ing x arah wis ditetepake minangka f = kx - ωt. Yen kita nimbang Figure ombak ing papan ing wektu t ing kadohan l _c, prabédan phase antarane loro gelombang vektor k ₁ lan k _2, kang ana ing phase ing x = 0 padha kanggo Δφ = l _c (k ₁ - k _2). Nalika Δφ = 1, utawa Δφ ~ 60 °, cahya ora ono manéka warna takson. Gangguan lan difraksi duwe efek pinunjul ing kontras.

mangkono:

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

gelombang liwat papan karo kecepatan c.

Ing sesambungan wektu t _c = l _c / s. Wiwit λf = c, banjur Δf / f = Δω / ω = Δλ / λ. Kita bisa nulis

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

Yen dikenal gelombang utawa frekuensi saka propagasi sumber cahya, iku bisa kanggo ngetung l _c lan t _c. Punika mokal kanggo mirsani pola gangguan dijupuk dening misahake ing amplitudo, kayata gangguan film lancip, yen prabédan path optik Ngartekno luwih saka l _c.

sumber sesambungan Temporal ngandika Black.

Sesambungan lan papan

sesambungan spasial - ukuran korélasi fase gelombang cahya ing beda nilai melintang kanggo arah panyebaran.

Nalika L kadohan saka termal (linear) sumber monochromatic kang dimensi saka urutan δ linear, loro slot dumunung ing kadohan luwih saka d _c = 0,16λL / δ, ora ana maneh gawé pola gangguan ditepungi. πd _c ^2/4 iku wilayah saka sumber sesambungan.

Yen ing wektu t ndeleng sumber δ jembaré, dibuwang jejeg kadohan L saka layar, layar bisa ndeleng loro TCTerms (P1 lan P2), kapisah dening d kadohan. Lapangan listrik ing P1 lan P2 nggantosi superposition saka bidhang listrik saka ombak cemlorot dening kabeh nilai saka sumber, radiasi kang ora disambungake kanggo saben liyane. Kanggo gelombang elektromagnetik exiting P1 lan P2, nggawe pola gangguan ditepungi ing superposition P1 lan P2 sing arep ing phase.

kondisi sesambungan

ombak cahya radiated dening loro sudhut sumber, ing sawetara titik wektu t duwe prabédan phase tartamtu langsung ing tengah antarane loro nilai. Beam teka saka pojok kiwa δ menyang P2 titik pass d (sinθ) / 2 luwih saka Beam judhul kanggo tengah. Ing lintasan Beam teka saka pojok tengen δ tumuju P2, liwat ing dalan d (sinθ) / 2 kurang. Bentenipun ing kadohan kesah loro rohé d · sinθ lan nggantosi prabédan phase Δf '= 2πd · sinθ / λ. Kanggo kadohan saka P1 kanggo P2 bebarengan ngarep gelombang, kita diwenehi Δφ = 2Δφ '= 4πd · sinθ / λ. Ombak cemlorot dening loro sudhut sumber, kalebet ing phase karo P1 ing wektu t lan metu saka phase ing wilayah 4πdsinθ / λ ing P2. Wiwit sinθ ~ δ / (2L), banjur Δφ = 2πdδ / (Lλ). Nalika Δφ = Δφ ~ 1 utawa 60 °, lampu wis nulak manéka warna takson.

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

Ing sesambungan spasial ngandika phase wavefront homogeneity.

lampu pijar punika conto sumber cahya incoherent.

cahya manéka warna takson bisa dipikolehi saka sumber radiation incoherent, yen kita discard paling radiasi. Nyaring spasial pisanan dilakokaké kanggo nambah sesambungan spasial, lan nyaring banjur spektral kanggo sesambungan Temporal luwih gedhe.

seri Fourier

gelombang sinusoidal bidang rampung manéka warna takson ing papan lan wektu, lan dawané wektu lan wilayah sesambungan telas. Kabeh ombak nyata sing gelombang pulses tahan kanggo interval wektu ono wates, lan gadhah pungkasan jejeg arah sing dakwah. Sacara matematis, lagi diterangake dening fungsi mesti. Kanggo nemokake jumlah saiki ing pulses gelombang lan kanggo nentokake dawa sesambungan Δω kudu njelasno fungsi non-mesti.

Miturut analisis Fourier, gelombang mesti kasepakatan bisa dianggep minangka superposition ombak tanpa. sintesis Fourier tegese superposition saka majemuk saka ombak sinusoidal ngidini kanggo oleh ombak mesti kasepakatan.

statistik Komunikasi

teori sesambungan bisa dianggep minangka sambungan fisika lan èlmu liyane, awit iku asil penggabungan saka teori elektromagnetik lan statistik, uga mekanika statistik punika Uni saka mekanika statistik. teori digunakake kanggo ngundhakke ciri lan efek saka fluktuasi acak ing prilaku lapangan cahya.

Biasane iku mokal kanggo ngukur fluktuasi ing lapangan gelombang langsung. Individu "ups lan ketinggalan" cahya katon ora bisa dideteksi langsung, utawa malah nganggo instrumen canggih: frekuensi kirang langkung ¹⁵ Oktober robah per detik. Sampeyan mung bisa ngukur roto.

Aplikasi saka sesambungan

Sambungan fisika lan èlmu liyane minangka conto saka sesambungan bisa dilacak ing sawetara aplikasi. Sebagian kothak manéka warna takson sing kurang kena pengaruh dening kerusuhan atmosfer, kang ndadekake wong-wong mau migunani kanggo komunikasi laser. Padha uga digunakake ing studi reaksi fusi laser-mlebu: abang saka efek gangguan anjog kanggo "Gamelan" aksi Beam ing target termonuklir. Sesambungan digunakake ing tartamtu kanggo nemtokake ukuran lan persediaan saka sistem binar star.

Sesambungan ombak cahya peran wigati ing èlmu sing nyinaoni kuantum lan kothak klasik. Ing taun 2005, Roy J. Glauber dadi salah siji pemenang Bebungah Nobel bidang Fisika kanggo kontribusiné ing téori kuantum sesambungan optik.