Нанасяне на смущения, смущения в тънък филм

Днес ще говорим за прилагането на намеса в науката и ежедневието, ще разкрием физическото значение на това явление и ще разкажем за историята на неговото откритие.

Определения и разпределения

Преди да се говори за значението на феномен в природата и технологиите, първо трябва да се определи определението. Днес обмисляме явление, което учениците изучават в уроците по физика. Следователно, преди да опишем практическото приложение на интерференцията, нека се обърнем към учебника.

Първо, трябва да отбележим, че това явление се отнася за всички видове вълни: за тези, които се срещат на повърхността на водата или по време на изследванията. Така че намесата е увеличение или намаляване на амплитудата на две или повече кохерентни вълни, което се случва, ако се случи в една точка в пространството. Максимумите в този случай се наричат ​​antinodes, а минималните се наричат ​​възли. В това определение се появяват някои свойства на осцилаторни процеси, които ще разкрием по-късно.

Картината, получена в резултат на суперпозицията на вълните един върху друг (и може да има много от тях) зависи само от фазовата разлика, при която трептенията пристигат в една точка в пространството.

Светлината също е вълна

За това заключение, учените дойдоха още през XVI век. Основите на оптиката като наука поставят световноизвестния английски учен Исак Нютон. Той беше този, който първо разбра, че светлината се състои от определени елементи, броят на които определя нейния цвят. Учените откриват явлението дисперсия и пречупване. И той беше първият, който наблюдаваше намесата на светлината върху лещите. Нютон изследва такива свойства на лъчите като ъгъл на пречупване в различни среди, двойно пречупване, поляризация. Към него принадлежи заслугата на първото прилагане на намесата на вълните в полза на човечеството. А Нютон разбра, че ако няма леко колебание, той няма да покаже всички тези характеристики.

Свойства на светлината

Вълните свойства на светлината включват:

1. Дължина на вълната. Това е разстоянието между две съседни максимуми на едно трептене. Това е дължината на вълната, която определя цвета и енергията на видимата радиация.
2. Честота. Това е броят на пълните вълни, които могат да се появят за една секунда. Стойността се изразява в Hertz и обратно пропорционална на дължината на вълната.
3. Амплитудата. Това е "височината" или "дълбочината" на трептенията. Стойността се променя директно с намеса от две колебания. Амплитудата показва колко електромагнитно поле е възмутено, за да генерира тази конкретна вълна. Тя определя и интензивността на полето.
4. Фаза на вълната. Това е част от колебанието, което се постига в даден момент във времето. Ако две вълни се срещат в една точка с намеса, тогава тяхната фазова разлика ще бъде изразена в единици от PI-.
5. Електромагнитното излъчване със същите характеристики се нарича съгласувано. Кохерентността на двете вълни предполага константата на тяхната фазова разлика. Естествените източници на такова лъчение не съществуват, те се създават само чрез изкуствени средства.

Приложение първо - научно

Сър Исак работеше упорито и твърдо върху свойствата на светлината. Наблюдаваше точно как се държи лъч, когато срещне призма, цилиндър, чиния и леща от различни рефрактивни прозрачни медии. Един ден Нютон постави стъклена изпъкнала леща върху стъклената плоча с извита повърхност и насочи поток паралелни лъчи към структурата. В резултат на това радиално ярки и тъмни пръстени излъчват от центъра на лещата. Учените незабавно предположиха, че такова явление може да бъде наблюдавано само ако в светлината има някаква периодична собственост, която някъде изгасва гредата, но някъде, напротив, я укрепва. Тъй като разстоянието между пръстените зависеше от кривината на лещата, Нютон успя да изчисли приблизително дължината на вълната на трептенията. По този начин английския учен първо намери конкретно приложение към феномена на намеса.

Интерференция в процепа

Допълнителни изследвания на свойствата на светлината изискват формулирането и провеждането на нови експерименти. Първо, учените научиха как да създават кохерентни греди от доста различни източници. За да направи това, потокът от лампата, свещта или слънцето беше разделен на две чрез оптични устройства. Например, когато греда попада върху стъклена плоча под ъгъл 45 градуса, част от нея се пречупва и преминава, а част от нея се отразява. Ако лещите и призмите правят тези потоци паралелни, фазовата разлика в тях ще бъде постоянна. И че в експериментите светлината не излъчва от точковия източник като вентилатор, лъчът се прави успоредно с помощта на обектив с близък фокус.

Когато учените научиха всички тези манипулации със светлина, започнаха да изучават явлението смущения в различни отвори, включително тесен прорез или редица процепи.

Интерференция и дифракция

Опитът, описан по-горе, стана възможен поради друго свойство на светлинната дифракция. Преодоляването на препятствието е достатъчно малко, за да се сравни с дължината на вълната, а трептенето може да промени посоката на разпространението му. Поради това, след като тесните части на лъча променят посоката на разпространение и взаимодействат с лъчи, които не променят ъгъла на наклон. Ето защо използването на интерференция и дифракция не може да бъде отделено един от друг.

Модели и реалност

До този момент ние използвахме идеалния световен модел, при който всички светлинни лъчи са паралелни един на друг и последователни. Също така в най-простото описание на смущенията имаме предвид, че радиация с еднакви дължини на вълната винаги се случва. Но в действителност всичко не е така: светлината е най-често бяла, тя се състои от всички електромагнитни трептения, които Слънцето осигурява. Така че, смущенията се извършват по по-сложни закони.

Тънки филми

Най-очевидният пример за този тип светлинно взаимодействие е падането на светлинен лъч върху тънък слой. Когато в градския басейн има капка бензин, повърхността се прелива от всички цветове на дъгата. и това е следствие а именно смущения.

Светлината пада върху повърхността на филма, пречупва, пада върху границата на бензина и водата, отразява се и отново се пречуства. В резултат на това продукцията на вълната се среща със себе си. По този начин всички вълни се гасят, с изключение на онези, за които е изпълнено едно условие: дебелината на филма е кратно на полу-интегралната дължина на вълната. След това на изхода, колебанието ще се получи със себе си с две максимуми. Ако дебелината на покритието е равна на цялата дължина на вълната, тогава максимумът ще бъде насложен на изхода до минимум, а радиацията ще изчезне.

От това следва, че колкото по-дебел е филмът, толкова по-голяма е дължината на вълната, която ще го остави без загуба. Всъщност тънкият филм улеснява изолирането на отделни цветове от целия спектър и може да се използва в инженерството.

Фотосесии и притурки

Странно, някои интерференции са познати на всички модни жени в света.

Основната работа на красивото момиче е да изглежда добре пред камерите. Цялата бригада се подготвя за фотосесия на жените професионалисти: стилист, гримьор, дизайнер на дрехи и интериор, редактор на списанието. Досадните папараци могат да чакат модел на улицата, у дома, в смешни дрехи и нелепи поза, а след това да поставят снимки на публичен дисплей. Доброто оборудване обаче е важно за всички фотографи. Някои устройства могат да струват няколко хиляди долара. Сред основните характеристики на такова оборудване непременно ще бъде яснотата на оптиката. И снимките от такова устройство ще бъдат с много високо качество. Съответно, и премахнати без тренировка звезда, също ще изглежда не толкова непривлекателни.

Очила, микроскопи, звезди

Основата на това явление е намесата в тънките филми. Това е интересен и често срещан феномен. А намесата на светлината се намира в технологиите, които някои хора държат в ръцете си всеки ден.

Човешкото око най-добре възприема зеления цвят. Затова снимките на красиви момичета не трябва да съдържат грешки точно в тази област на спектъра. Ако върху повърхността на фотоапарата се постави филм със специфична дебелина, то няма да има зелени цветове. Ако внимателен читател някога е забелязал такива подробности, той би трябвало да бъде ударен от присъствието само на червени и виолетови отражения. Същият филм се прилага за очила за очила.

Но ако не става дума за човешкото око, а за безпомощното устройство? Например, микроскоп трябва да регистрира инфрачервен спектър, а телескопът трябва да изследва ултравиолетовите компоненти на звездите. След това се прилага антирефлекторен филм с различна дебелина.