Różnica faz a różnica ścieżki
Różnica faz i różnica ścieżek to dwa bardzo ważne pojęcia w optyce. Zjawiska te są widoczne w problemach falowego modelu światła, który przyjmuje światło jako falę wędrującą. Zarówno różnica ścieżek, jak i różnica faz są bardzo ważne, jeśli chodzi o wyjaśnienie zjawisk, takich jak eksperyment Younga na podwójnej szczelinie, dyfrakcja na pojedynczej szczelinie, pierścienie Newtona, interferencja cienkowarstwowa, eksperyment z podwójnym lustrem Fresnela, dyfrakcja Fresnela, siatki dyfrakcyjne i płytki strefowe. Zjawiska te mają również zastosowania, takie jak spirala Cornu i dwupryzmat Fresnela. W tym artykule omówimy szczegółowo, czym są różnica faz i różnica ścieżek oraz ich znaczenie, zastosowania i różnice.
Różnica w fazach
Aby zrozumieć różnicę faz, należy najpierw zrozumieć, czym jest „faza”. Fala biegnąca może być zdefiniowana za pomocą równania Y (x) = A sin (ωt - kx) gdzie Y (x) to przemieszczenie na osi y w punkcie x, A to amplituda fali, ω to częstotliwość kątowa fali, t to czas, k to wektor falowy lub czasami określany jako numer fali, x to wartość na osi x. Fazę fali można interpretować na kilka sposobów. Najczęstszym jest to, że jest to (ωt - kx) część fali. Można zauważyć, że w momencie t = 0 i x = 0 faza również wynosi 0. ωt to liczba całkowitych obrotów, które źródło fali wykonało w czasie t, (ωt - kx) to całkowity kąt źródła się odwrócił. Różnica faz jest przydatna tylko w przypadku fal o tej samej częstotliwości. Różnica faz mówi, jak bardzo fala jest opóźniona lub prowadzona w stosunku do innej fali. Jeśli dwie fale interferują, a ich różnica faz jest równa zero, amplituda fali wynikowej jest sumą dwóch fal padających; jeśli różnica faz wynosi 180 ° lub π radianów, wynikiem jest odjęcie między dwiema amplitudami.
Różnica ścieżek
Różnicę ścieżek dwóch fal można podzielić na dwie kategorie. Pierwsza to fizyczna różnica ścieżek, a druga to różnica ścieżek optycznych. Fizyczna różnica ścieżek to zmierzona różnica między dwoma trasami pokonanymi przez dwie fale. Różnica drogi optycznej to suma każdego elementu ścieżki pomnożona przez współczynnik załamania medium, w którym znajduje się element ścieżki. Można ją matematycznie oznaczyć jako całkę z n (x) dx.
Jaka jest różnica między różnicą ścieżek a różnicą faz?
- Zarówno różnica ścieżek, jak i różnica faz w równym stopniu przyczyniają się do przemieszczenia fali wypadkowej.
- Różnica ścieżek występuje z powodu różnicy obranej trasy i współczynników załamania mediów na każdej trasie, podczas gdy różnica faz występuje głównie z powodu odwrócenia fazy fal, gdy występuje twarde odbicie.
- Różnica ścieżek jest mierzona w metrach, podczas gdy różnica faz to kąt, który jest mierzony w radianach lub stopniach.
