interferencja, dyspersja, dyfrakcja, okna transmisyjne Interferencja

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "interferencja, dyspersja, dyfrakcja, okna transmisyjne Interferencja"

Bożena Gajewska
7 lat temu
Przeglądów:

1 interferencja, dyspersja, dyfrakcja, okna transmisyjne PiOS Interferencja Interferencja to zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększania lub zmniejszania amplitudy fali wypadkowej. Interferencja zachodzi dla wszystkich rodzajów fal,wewszystkich ośrodkach,wktórych mogą rozchodzićsię danefale. Jeżeli fala rozchodzi się wośrodku rzadkim iodbije od gęstego, to zmienia fazę na przeciwną (do drogi optycznej dodaje się ). Jeśli natomiast rozchodzi się w gęstym i odbija od rzadkiego, to faza pozostaje bez zmian(niezmieniasię naprzeciwną). 1

Interferencja zachodzi dla wszystkich rodzajów fal,wewszystkich ośrodkach,wktórych mogą rozchodzićsię danefale.

2 Praktyczne zastosowania interferencji Interferencja pozwala na bardzo precyzyjny pomiar długości drogi od źródła do detektora fali. Światło lasera można podzielić kostką światłodzielącą na dwie wiązki. Jedną z nich umieszcza się na mierzonym odcinku, a drugą wprowadza do detektora jako wiązkę odniesienia. Wefekcie rejestrowane natężenie światła będzie rosnąć i maleć cyklicznie w miarę zwiększania długości odcinka. Długość fali może stać się wzorcem odległości, np. metra, co wykorzystuje interferometrlaserowy. Dyfrakcja Dyfrakcja to zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz wich pobliżu. Zjawisko zachodzi dla wszystkich wielkości przeszkód, ale wyraźnie jest obserwowane dla przeszkód o rozmiarachporównywalnych zdługością fali. Dyfrakcja używana jest do badania fal, oraz obiektów o niewielkich rozmiarach, w tym i kryształów, ogranicza zdolnośćrozdzielczą układówoptycznych. Jeżeli wiązka fal przechodzi przez szczelinę lub omija obiekt, to zachodzi zjawisko ugięcia. Fala rozchodzi się w ten sposób, żekażdy punktfali staje się nowym źródłem fali, tak powstałe fale rozchodzą się jako fale kuliste afala wkażdym punkcie jest sumą wszystkich fal (interferencja). Za przeszkodą pojawią się obszary wzmocnienia i osłabienia rozchodzącychsię fal. 2

Wefekcie rejestrowane natężenie światła będzie rosnąć i maleć cyklicznie w miarę zwiększania długości odcinka. Długość fali może stać się wzorcem odległości, np.

3 c.d. Zjawisko dyfrakcji występuje dla wszystkich rodzajów fal np. fal elektromagnetycznych, fal dźwiękowych oraz fal materii. Jeden z najprostszych przykładów zjawiska dyfrakcji zachodzi, gdy równoległa wiązka światła (np z lasera) przechodzi przez wąską pojedynczą szczelinę zwaną szczeliną dyfrakcyjną. Zgodnie zzasadą Huygensa każdy punkt szczeliny oszerokości d, jest nowym źródłem fali. Między źródłami zachodzi interferencja, co powoduje wzmacnianie i osłabianie światła rozchodzącego się w różnych kierunkach.dla pojedynczejszczeliny jasność w funkcjikątaodchyleniaodosiprzyjmujepostać: I intensywność światła, I 0 intensywność światła w maksimum czyli dla kąta równego 0, λ długość fali, d szerokość szczeliny, funkcja sinc(x) = sin(x)/x. 3

Zgodnie zzasadą Huygensa każdy punkt szczeliny oszerokości d, jest nowym źródłem fali.

4 Zjawisko dyfrakcji zachodzi również, kiedy fale przechodzą przez wiele blisko siebie położonych warstw. Jeżeli odległość między warstwami jest stała, kolejne maksima fali można opisać zależnością: d stała siatki, θ kąt od osi wiązki światła, λ długość fali, m przyjmuje wartości całkwite dodatnie od 1,2,3,... Dyspersja (fala) Dyspersja fal to zależność prędkości fazowej fal od ich częstotliwości. Dyspersję fal oraz zjawiska z niej wynikające obserwuje się w ośrodku, którego właściwości zależą od częstotliwości (długości fali). Jeżeli prędkość fazowa i grupowa fali nie zależy od częstości fali, wówczas o takiej fali mówi się że nie ulega dyspersji, a ośrodek nazywa się niedyspersyjnym. Wwynikurozchodzenia się fal wośrodkudyspersyjnym fale oróżnej częstotliwości rozchodzą się z różną prędkością, oznacza to że prędkość rozchodzenia się odpowiedniego sygnału, zwana prędkością grupową jest inna niż prędkość rozchodzenia się fazy fali prędkość fazowaitakżezależy odczęstotliwości. Dyspersja jest zjawiskiem powszechnym, ulegają jej prawie wszystkierodzajefal wbardzowieluośrodkach. 4

1,2,3,... Dyspersja (fala) Dyspersja fal to zależność prędkości fazowej fal od ich częstotliwości.

5 Tłumienność w łączach światłowodowych Kable światłowodowe na przełomie wieków były ulepszane wcelu zmniejszenia ich tłumienności, zniwelowaniu niekorzystnych zjawisk takich jak dyspersja czy też wyeliminowanie problemów z połączeniemdwóch kabli światłowodowych. Dla kabli światłowodowych z kwarcu (szklanych) wyróżniamy 3optymalne długości fal dla których tłumienność włókna światłowodowego jest mała. Te 3 okna transmisyjne były wykorzystywane i wdrażane jedno po drugim -zpowodu trudności technologicznych. 5

Podobne dokumenty

Badanie zjawisk optycznych przy użyciu zestawu Laser Kit

LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKI Ćwiczenie 5 Badanie zjawisk optycznych przy użyciu zestawu Laser Kit Cel ćwiczenia: Zapoznanie studentów ze zjawiskami optycznymi. Badane elementy: Zestaw ćwiczeniowy Laser