Нэвтэрхий толь бичиг, 1998 он

уялдаа холбоо

НЭГДСЭН БАЙДАЛ (Латин cohaerens - холболтоос) нь хэд хэдэн хэлбэлзэл эсвэл долгионы үйл явцын цаг хугацааны зохицуулалттай тохиолдох явдал юм. Хэрэв 2 хэлбэлзлийн хоорондох фазын зөрүү нь цаг хугацааны явцад тогтмол хэвээр байвал эсвэл хатуу тодорхойлсон хуулийн дагуу өөрчлөгдвөл хэлбэлзлийг уялдаа холбоо гэж нэрлэдэг. Фазын зөрүү нь үетэйгээ харьцуулахад санамсаргүй, хурдан өөрчлөгддөг хэлбэлзлийг уялдаа холбоогүй гэж нэрлэдэг.

Тохиромжтой байдал

(Латин cohaerens ≈ холболтоос) нь хэд хэдэн хэлбэлзэл эсвэл долгионы үйл явцын цаг хугацааны зохицуулалттай тохиолдох бөгөөд тэдгээрийг нэмэх үед илэрдэг. Хэрэв үе шатуудын ялгаа нь цаг хугацааны явцад тогтмол хэвээр байх ба хэлбэлзлийг нэмэх үед нийт хэлбэлзлийн далайцыг тодорхойлдог бол хэлбэлзлийг когерент гэж нэрлэдэг. Ижил давтамжтай хоёр гармоник (синусоид) хэлбэлзэл нь үргэлж уялдаатай байдаг. Гармоник хэлбэлзлийг дараах илэрхийллээр тодорхойлно: x = A cos (2pvt + j), (

Энд x ≈ хэлбэлзэх хэмжигдэхүүн (жишээлбэл, савлуурыг тэнцвэрийн байрлалаас нүүлгэн шилжүүлэх, цахилгаан ба соронзон орны хүч гэх мэт). Гармоник хэлбэлзлийн давтамж, түүний далайц A ба j фаз нь цаг хугацааны хувьд тогтмол байна. Ижил давтамжтай v давтамжтай, гэхдээ өөр өөр далайцтай A1 ба A2, j1 ба j2 фазтай хоёр гармоник хэлбэлзлийг нэмэхэд ижил давтамжтай гармоник хэлбэлзэл үүснэ. Үүссэн хэлбэлзлийн далайц:

j1 ≈ j2 () фазын зөрүүгээс хамаарч A1 + A2-аас A1 ≈ A2 хүртэл өөрчлөгдөж болно. Үүссэн чичиргээний эрчим нь Ap2-тай пропорциональ байх нь фазын зөрүүгээс хамаарна.

Бодит хэлбэлзлийн процесст хэлбэлзлийн далайц, давтамж, үе шат нь цаг хугацааны явцад эмх замбараагүй өөрчлөгддөг тул бодит байдал дээр гармоник хэлбэлзэл нь боломжгүй юм. Үүссэн далайц Ap нь фазын зөрүү хэр хурдан өөрчлөгдөхөөс ихээхэн хамаарна. Хэрэв эдгээр өөрчлөлтүүд нь багажаар илрүүлэх боломжгүй маш хурдан байвал зөвхөн үүссэн чичиргээний дундаж далайцыг хэмжиж болно. Үүний зэрэгцээ, учир нь cos (j1≈j2)-ийн дундаж утга нь 0-тэй тэнцүү, нийт хэлбэлзлийн дундаж эрчим нь анхны хэлбэлзлийн дундаж эрчмийн нийлбэртэй тэнцүү байна: ═ба, улмаар тэдгээрийн үе шатуудаас хамаарахгүй. Анхны хэлбэлзэл нь уялдаа холбоогүй байдаг. Далайц дахь эмх замбараагүй хурдан өөрчлөлтүүд нь К.

Хэрэв j1 ба j2 хэлбэлзлийн фазууд өөрчлөгдөх боловч тэдгээрийн ялгаа j1 ≈ j2 тогтмол хэвээр байвал хамгийн тохиромжтой гармоник хэлбэлзлийн үеийнх шиг нийт хэлбэлзлийн эрчмийг нэмсэн хэлбэлзлийн фазын зөрүүгээр тодорхойлно. Хэрэв хоёр хэлбэлзлийн фазын ялгаа маш удаан өөрчлөгдвөл K нь фазын зөрүүг p-тэй харьцуулах хүртэл өөрчлөгдөх хүртэл хэсэг хугацаанд харилцан уялдаатай хэвээр байна гэж хэлдэг.

Та t интервалаар тусгаарлагдсан t1 ба t2 өөр өөр цаг үед ижил хэлбэлзлийн үе шатуудыг харьцуулж болно. Хэрэв хэлбэлзлийн зохицолгүй байдал нь түүний фазын цаг хугацааны эмх замбараагүй, санамсаргүй өөрчлөлтөөр илэрдэг бол хангалттай том t-ийн хувьд хэлбэлзлийн фазын өөрчлөлт нь p-ээс хэтэрч болно. Энэ нь t хугацааны дараа гармоник хэлбэлзэл анхны үеээ "мартаж", "өөртэйгөө" уялдаа холбоогүй болно гэсэн үг юм. t хугацааг гармоник бус хэлбэлзлийн K хугацаа буюу гармоник галт тэрэгний үргэлжлэх хугацаа гэнэ. Нэг гармоник галт тэрэг өнгөрсний дараа тэр нь ижил давтамжтай, гэхдээ өөр үе шаттайгаар солигддог.

Хавтгай монохромат цахилгаан соронзон долгион нэгэн төрлийн орчинд тархах үед t цаг хугацааны oh долгионы тархалтын чиглэлийн дагуух цахилгаан орны хүч Е нь дараахтай тэнцүү байна.

Энд l = cT ≈ долгионы урт, c ≈ тархалтын хурд, T ≈ хэлбэлзлийн үе. Сансар огторгуйн аль ч тодорхой цэг дэх хэлбэлзлийн үе шат нь зөвхөн CT хугацааны туршид хадгалагдана. долгион нь уялдаа холбоогүй болж хувирав. Хавтгай долгионы тархалтын чиглэлийн дагуу сt-тэй тэнцэх зайг хэлбэлзлийн үе дэх санамсаргүй өөрчлөлт нь p-тэй харьцуулахуйц утгад хүрэхэд K урт буюу галт тэрэгний урт гэнэ.

Цахилгаан соронзон долгионы давтамжийн хуваарь дээр 4х1014-аас 8х1014Гц хүртэлх зайд байрлах үзэгдэх нарны гэрлийг далайц, давтамж, фазын хурдацтай өөрчлөгддөг гармоник долгион гэж үзэж болно. Энэ тохиолдолд галт тэрэгний урт нь ~ 10≈4 см бөгөөд нарийн спектрийн шугам хэлбэрээр ховордсон хийнээс ялгарах гэрэл нь монохроматиктай ойрхон байна. Ийм гэрлийн фаз нь 10 см-ийн зайд бараг өөрчлөгддөггүй лазерын цацрагийн галт тэрэгний урт нь километрээс хэтрэх боломжтой. Радио долгионы мужид илүү монохроматик хэлбэлзлийн эх үүсвэрүүд байдаг (Кварцын осциллятор, Квантын давтамжийн стандартыг үзнэ үү) ба долгионы урт l нь харагдах гэрлээс хэд дахин урт байдаг. Радио долгионы галт тэрэгний урт нь нарны аймгийн хэмжээнээс хамаагүй их байж болно.

Онгоцны долгионы хувьд хэлсэн бүхэн үнэн. Гэсэн хэдий ч төгс хавтгай долгион нь төгс гармоник хэлбэлзэлтэй адил боломжгүй юм (Долгионыг үзнэ үү). Бодит долгионы процесст хэлбэлзлийн далайц ба фаз нь зөвхөн долгионы тархалтын чиглэлийн дагуу өөрчлөгддөггүй, мөн энэ чиглэлд перпендикуляр хавтгайд өөрчлөгддөг. Энэ хавтгайд байрлах хоёр цэгийн фазын зөрүүний санамсаргүй өөрчлөлт нь тэдгээрийн хоорондох зай нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. Эдгээр цэгүүд дэх чичиргээний нөлөө суларч, тодорхой зайд l-д фазын зөрүүний санамсаргүй өөрчлөлтүүд p-тэй харьцуулагдахад алга болдог. Долгионы тархалтын чиглэлд перпендикуляр хавтгайд байгаа долгионы уялдаа холбоотой шинж чанарыг тодорхойлохын тулд долгионы монохромат байдлын зэрэгтэй холбоотой цаг хугацааны уялдаа холбоогоос ялгаатай нь орон зайн уялдаа холбоо гэсэн нэр томъёог ашигладаг. Долгионыг эзэлдэг бүх орон зайг бүс болгон хувааж болох бөгөөд тус бүрт долгион нь орон зайг хадгалж байдаг. / диаметртэй тойргийн талбай (орон зайн орон зайн хэмжээ).

Орон зайн дохиололыг зөрчих нь цацраг туяа, долгион үүсэх үйл явцын онцлогтой холбоотой байдаг. Жишээлбэл, сунгасан халсан биеэс ялгарах гэрлийн долгионы орон зайн цацраг нь түүний гадаргуугаас хэдхэн долгионы уртын зайд алга болдог. халсан биеийн янз бүрийн хэсгүүд бие биенээсээ хамааралгүй цацраг туяа цацруулдаг (Аяндаа ялгарах хэсгийг үзнэ үү). Үүний үр дүнд нэг хавтгай долгионы оронд эх үүсвэр нь бүх боломжит чиглэлд тархдаг хавтгай долгионы багцыг ялгаруулдаг. Дулааны эх үүсвэрээс (хязгаарлагдмал хэмжээст) холдох тусам долгион улам бүр хавтгай болж байна. Орон зайн K. l-ийн хэмжээ нь l ═≈-тэй пропорциональ хэмжээгээр нэмэгддэг энд R ≈ эх үүсвэр хүртэлх зай, r ≈ эх үүсвэрийн хэмжээ. Энэ нь оддын гэрлийн хөндлөнгийн оролцоог ажиглах боломжийг олгодог, гэхдээ тэдгээр нь асар том хэмжээтэй дулааны эх үүсвэр юм. Ойролцоох оддын гэрлийн хувьд / хэмжсэнээр тэдгээрийн r хэмжээг тодорхойлох боломжтой. l/r утгыг K өнцөг гэж нэрлэдэг. Эх үүсвэрээс холдох тусам гэрлийн эрч хүч 1/R2 болж буурдаг. Тиймээс халсан биеийг ашиглан их хэмжээний орон зайн К-тэй эрчимтэй цацрагийг авах боломжгүй юм.

Лазераас ялгарах гэрлийн долгион нь идэвхтэй бодисын бүх эзэлхүүний дагуу зохицуулсан өдөөгдсөн гэрлийн ялгарлын үр дүнд үүсдэг. Тиймээс лазерын гаралтын нүхэнд гэрлийн орон зайн K. цацрагийн бүх хөндлөн огтлолын туршид хадгалагдана. Лазер цацраг нь асар их орон зайн цацраг туяатай, өөрөөр хэлбэл халсан биеийн цацрагтай харьцуулахад өндөр чиглэлтэй байдаг. Лазерын тусламжтайгаар хамгийн монохроматик лазергүй гэрлийн эх үүсвэрээс олж авсан ижил эрчимтэй гэрлийн долгионы цацрагийн хэмжээнээс 1017 дахин их цацрагийн эзэлхүүнтэй гэрлийг олж авах боломжтой.

Оптикийн хувьд хоёр уялдаатай долгион үүсгэх хамгийн түгээмэл арга бол монохромат бус нэг эх үүсвэрээс ялгарах долгионыг өөр өөр замаар дамждаг хоёр долгион болгон хуваах боловч эцэст нь нэг цэгт нийлдэг (Зураг 2). Хэрэв нэг долгионы нөгөө долгионтой харьцуулахад саатал нь галт тэрэгний үргэлжлэх хугацаанаас бага байвал нэмэлт цэг дээрх хэлбэлзэл нь уялдаатай байх бөгөөд гэрлийн хөндлөнгийн оролцоо ажиглагдах болно. Хоёр долгионы замын ялгаа галт тэрэгний уртад ойртох үед цацрагийн цацраг суларч байна. Дэлгэцийн гэрэлтүүлгийн хэлбэлзэл буурч, гэрэлтүүлгийн I нь дэлгэцэн дээр ирж буй хоёр долгионы эрчмийн нийлбэртэй тэнцүү тогтмол утгатай байх хандлагатай байдаг. Цэгийн бус (өргөтгөсөн) дулааны эх үүсвэрийн хувьд А ба В цэгүүдэд ирж буй хоёр цацраг нь ялгарах долгионы орон зайн уялдаа холбоогүйн улмаас уялдаа холбоогүй болж хувирдаг. Энэ тохиолдолд интерференц ажиглагдахгүй, учир нь эх үүсвэрийн янз бүрийн цэгүүдийн хөндлөнгийн хүрээ нь захын өргөнөөс илүү зайд бие биенээсээ харьцангуй шилждэг.

Сонгодог хэлбэлзэл ба долгионы онолд анх үүссэн квант механикийн тухай ойлголтыг квант механикийн (атомын бөөмс, хатуу биет гэх мэт) тодорхойлсон объект, процесст мөн ашигладаг.

Лит.: Ландсберг Г.С., Оптик, 4-р хэвлэл, М., 1957; Gorelik G.S., Oscillations and waves, 2-р хэвлэл, М., 1959; Fabrikant V.A., Шинэ уялдаа холбоо, "Сургууль дахь физик", 1968, ╧ 1; Франсон М., Слански С., Оптик дахь уялдаа холбоо, транс. Франц хэлнээс, М., 1968; Мартинсен В., Спиллер Э., уялдаа холбоо гэж юу вэ, "Байгаль", 1968, ╧ 10.

А.В.Франсесон.

Википедиа

уялдаа холбоо (физик)

Тохиромжтой байдал(-аас -" холбоотой") - хэд хэдэн хэлбэлзэл эсвэл долгионы үйл явцын цаг хугацааны хамаарал, тэдгээрийг нэмэх үед илэрдэг. Хэрэв тэдгээрийн фазын зөрүү нь цаг хугацааны явцад тогтмол байвал хэлбэлзэл нь уялдаатай бөгөөд хэлбэлзлийг нэмэхэд ижил давтамжтай хэлбэлзэл үүсдэг.

Хоёр уялдаатай хэлбэлзлийн сонгодог жишээ бол ижил давтамжтай хоёр синусоид хэлбэлзэл юм.

Когерентийн радиус нь псевдодолгионы гадаргуугийн дагуу шилжсэн үед санамсаргүй фазын өөрчлөлт нь магнитудын дараалалд хүрэх зай юм.

Декогерентийн үйл явц нь бөөмсийн хүрээлэн буй орчинтой харилцан үйлчлэлийн улмаас үүссэн уялдаа холбоог зөрчих явдал юм.

уялдаа холбоо (философийн таамаглалын стратеги)

Италийн магадлалын онолч Бруно де Финеттигийн Байесийн магадлалыг зөвтгөх зорилгоор санал болгосон бооцооны туршилтанд бооцооны цуваа яг уялдаатай, хэрэв тэрээр мөрий тавьсан үйл явдлын үр дүнгээс үл хамааран бооцооны тоглогчийг тодорхой алдагдалд оруулахгүй бол өрсөлдөгчдөө боломжийн сонголтоор хангах.

Тохиромжтой байдал

Тохиромжтой байдал(-аас -" холбоотой»):

• Эдгээр үйл явцын хэд хэдэн хэлбэлзэл эсвэл долгионы үйл явцын уялдаа холбоо нь тэдгээрийг нэмэх үед илэрдэг.
• Бооцооны массивын уялдаа холбоо нь олон тооны бооцооны шинж чанар бөгөөд энэ нь зарим үйл явдлын үр дүнд бооцоо тавьсан хүн эдгээр үйл явдлын үр дүнгээс үл хамааран маргаанаа хэзээ ч алдахгүй гэсэн үг юм.
• Санах ойн уялдаа холбоо нь хоёр буюу түүнээс дээш процессор эсвэл цөмд нэг санах ойн хэсэгт хандах боломжийг олгодог компьютерийн системийн шинж чанар юм.

Уран зохиолд уялдаа холбоо гэдэг үгийг ашигласан жишээ.

Сүнсүүдийн цацрагийн туйлшралын хавтгайгаас үл хамааран бид одоо аль ч цацрагт тохируулж болно. уялдаа холбооүнэхээр байдаг бөгөөд цаг хугацааны явцад тогтмол байдаг.

Тэд мөн долгионы үе шатыг мэдэрдэг, гэхдээ тэр үед өөрсдөө хангадаг уялдаа холбоо, хатуу тодорхойлогдсон интервалаар дохио ялгаруулах.

Тохиромжтой байдал, гэхдээ энэ нь миний уялдаа холбоо, ертөнцийн уялдаа холбоо, Бурханы уялдаа холбоо оршин тогтнохыг зөвшөөрдөггүй уялдаа холбоо юм.

Дээдийн мөн чанарын нийт хувилгаан дүрүүдийн бүхэл бүтэн найрлага, мөн түүнчлэн Дээдийн мөн чанарын төлөөлүүлсэн хувилгаануудын нийт тооны найрлагыг бүхэлд нь, мөн чанарын төсөөллийн хувилгаануудын нийт тооны найрлагын хамт. Дээдийн тухай мэдээлэл, эрч хүчтэй голограф хэлбэрээр Тэнгэрлэг Хүн-Буддагийн мөн чанарын хуримтлалын аяганд хэвлэгдсэн байдаг. уялдаа холбооСүнс, учир нь Тэр бол Альфа ба Омега - Анхны ба Сүүлчийн Дээд Нэгэн, Бүтээгчтэй хамт оршдог бүхнийг Өөрийн бүтээлдээ багтаасан.

Гадаад харилцаа холбоо RA-8000 нь үр дүнтэй засвар үйлчилгээ хийх хэрэгсэлтэй уялдаа холбооолон процессорын систем дэх кэш.

Сарасватигийн хувцасны даавуун дахь сэтгэгдэл нь Тэнгэрлэг хүний ​​мөн чанарын хүчээр буюу мэдээлэл-энергийн голограф хэлбэрээр үүсдэг. уялдаа холбооПсихокоррелятив квант талбарууд нь хүний ​​хамтын оршихуйн голограф мэдээлэл-энергийн кодыг Бүтээлийн сүнсний мөнхийн хувиршгүй хэлбэрт амьд санах ой болгон үлдээдэг.

Хүн бүр Дээдийн мөн чанарын нийт хувилгаануудын өөрийн гэсэн бие даасан найрлагатай бөгөөд энэхүү найрлага нь хүний ​​аяганд мэдээлэл-эрчимтэй голограф хэлбэрээр бичигдсэн байдаг. уялдаа холбооТэнгэрлэг хүний ​​мөн чанар нь Дээд Нэгэнт хүмүүжлийн явцад бий болсон психокоррелятив квант талбайн цацрагууд.

Тэнгэрлэг хүний ​​мөн чанар нь дээдийн дүр төрхөөр сэтгэсний үр дүнд өндөр төвлөрсөн материйн тоо томшгүй олон энгийн бөөмсийг төрүүлдэг. уялдаа холбооЛинз дэх сүнс Сансрын муруйлтын нягтрал Сарасвати хотод болж буй үйл явдлын голограммын ерөнхий зургийг мэдрэхүйн эрхтнүүдээс авсан зургууд.

Зураг 5 -- Сансрын өндөр нягтралтай муруйлт үүсгэснээр хүн амын шилжилт хөдөлгөөний тероид бөмбөрцөг үүсэх уялдаа холбооСүнс.

Цехийн хэлснээр тодорхой физик туршилтаар ажиглагдсан бие даасан электронууд нь хэмжих хэрэгслийн устгалын үр дүн юм. уялдаа холбоонэг электрон-позитрон орон.

Нийгмийн ухамсрын өөрийгөө зохион байгуулах үйл явц нь үүсэх ерөнхий хуулиудад захирагддаг. уялдаа холбоо, тодорхой нийгмийн хэвшмэл ойлголт бий болсон үйл явдлын уялдаа холбоо гэх мэт.

Оршил

Өнөө үед гэрлийн долгионы уялдаа холбоо ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь... Зөвхөн когерент долгион саад болно. Гэрлийн интерференц нь өргөн хүрээний хэрэглээтэй. Энэ үзэгдэл нь: гадаргуугийн чанарыг хянах, гэрлийн шүүлтүүр үүсгэх, ойлтын эсрэг бүрэх, гэрлийн долгионы уртыг хэмжих, зайны нарийн хэмжилт гэх мэт. Голографи нь гэрлийн хөндлөнгийн үзэгдэл дээр суурилдаг.

Дециметр-миллиметр долгионы урт дахь уялдаа холбоотой цахилгаан соронзон хэлбэлзлийг радио электроник, харилцаа холбоо зэрэг салбарт голчлон ашигладаг. Гэвч сүүлийн 10-15 жилийн хугацаанд тэдгээрийг уламжлалт бус салбарт ашиглах нь улам бүр хурдацтай нэмэгдэж байгаа бөгөөд тэдгээрийн дотор анагаах ухаан, биологи чухал байр суурийг эзэлдэг.

Бидний ажлын зорилго бол гэрлийн долгионы уялдаа холбоог судлах явдал юм.

Энэхүү ажлын зорилго нь:

1. Хамтарсан байдлын тухай ойлголтыг судлах.

2. Когерент долгионы эх үүсвэрийн судалгаа.

3. Энэ үзэгдлийг ашигласан шинжлэх ухааны салбаруудыг тодорхойлох.

Нэгдмэл байдлын тухай ойлголт

Когерент гэдэг нь хэд хэдэн хэлбэлзэл эсвэл долгионы үйл явцын уялдаа холбоотой үүсэх явдал юм. Тууштай байдлын зэрэг нь өөр байж болно. Үүний дагуу бид хоёр долгионы уялдаа холбоотой байдлын тухай ойлголтыг танилцуулж болно. Цаг хугацаа, орон зайн уялдаа холбоо байдаг. Бид цаг хугацааны уялдаа холбоог судалж эхлэх болно. Цаг хугацааны уялдаа холбоо. Өмнөх догол мөрөнд тайлбарласан хөндлөнгийн үйл явцыг оновчтой болгосон. Бодит байдал дээр энэ үйл явц илүү төвөгтэй байдаг. Энэ нь илэрхийллээр дүрсэлсэн монохромат долгионтой холбоотой юм

Энд А ба тогтмолууд нь хийсвэрлэлийг илэрхийлнэ. Аливаа бодит гэрлийн долгион нь бага багаар нарийн, гэхдээ хязгаарлагдмал давтамжийн интервалд (тус тусад нь долгионы урт) агуулагдах боломжтой бүх давтамжийн (эсвэл долгионы урт) хэлбэлзлийн хэт байрлалаас үүсдэг. Монохромат (нэг өнгө) гэж тооцогддог гэрлийн хувьд ч C давтамжийн хүрээ хязгаарлагдмал байдаг. Түүнчлэн, А долгионы далайц ба үе шат нь цаг хугацааны явцад тасралтгүй санамсаргүй (эмх замбараагүй) өөрчлөгддөг. Иймд давхардсан хоёр гэрлийн долгионоор сансар огторгуйн тодорхой цэгт өдөөгдсөн хэлбэлзэл хэлбэртэй байна

Түүнээс гадна функцүүдийн эмх замбараагүй өөрчлөлтүүд бүрэн бие даасан байдаг. Энгийн байхын тулд далайц ба a нь тогтмол байна гэж үзэх болно. Давтамж ба фазын өөрчлөлтийг зөвхөн фазын өөрчлөлт эсвэл дан давтамжийн өөрчлөлт болгон бууруулж болно. Функцийг төсөөлөөд үз дээ

дундаж давтамжийн утга хаана байна, тэмдэглэгээг оруулна уу: Дараа нь томъёо (2) хэлбэрийг авна

Бид зөвхөн хэлбэлзлийн үе шатанд эмх замбараагүй өөрчлөлт ордог функцийг олж авсан.

Нөгөөтэйгүүр, математикийн хувьд гармоник бус функцийг, жишээлбэл (2) функцийг тодорхой интервалд агуулагдах давтамжтай гармоник функцүүдийн нийлбэр хэлбэрээр илэрхийлж болохыг баталж байна (томъёо (4)-ийг үзнэ үү).

Тиймээс уялдаа холбоотой асуудлыг авч үзэхдээ "үе шат" ба "давтамж" гэсэн хоёр хандлага байж болно. "Үе шат" арга барилаас эхэлье. Томъёо (1)-ийн давтамжууд нь ==const нөхцөлийг хангаж байна гэж үзээд фазын өөрчлөлт ямар нөлөө үзүүлж байгааг олж мэдье. Хийсэн таамаглалын дагуу тухайн цэг дэх гэрлийн эрчмийг илэрхийллээр тодорхойлно

Энд Энэ томьёоны сүүлчийн гишүүнийг интерференцийн гишүүн гэж нэрлэдэг. Интерференцийн хэв маягийг ажиглаж болох аливаа төхөөрөмж (нүд, гэрэл зургийн хавтан гэх мэт) зарим инерцтэй байдаг. Үүнтэй холбогдуулан энэ нь төхөөрөмжийг "ажиллахад" шаардагдах хугацааны дундаж зургийг бүртгэдэг. Хэрэв үржүүлэгч нь цаг хугацааны явцад -1-ээс +1 хүртэлх бүх утгыг авбал интерференцийн хугацааны дундаж утга тэг болно. Тиймээс төхөөрөмжийн тэмдэглэсэн эрчим нь тухайн цэг дээр долгион тус бүрээр тус тусад нь үүсгэсэн эрчмийн нийлбэртэй тэнцүү байх болно - ямар ч хөндлөнгийн оролцоо байхгүй тул бид долгионыг уялдаа холбоогүй гэж хүлээн зөвшөөрөхөөс өөр аргагүй болно.

Хэрэв утга нь цаг хугацааны явцад бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байвал төхөөрөмж нь хөндлөнгийн оролцоог илрүүлэх бөгөөд долгионыг уялдаа холбоотой гэж үзэх ёстой.

Дээр дурдсанаас үзэхэд уялдаа холбоо гэсэн ойлголт нь харьцангуй гэсэн үг бөгөөд нэг төхөөрөмжөөр (бага инерцтэй) ажиглах үед хоёр долгион нь уялдаатай, өөр төхөөрөмжтэй (илүү их инерцтэй) ажиглагдаж болно. Долгионуудын уялдаа холбоотой шинж чанарыг тодорхойлохын тулд долгионы фазын (t) санамсаргүй өөрчлөлт нь захиалгын утгад хүрэх хугацаа гэж тодорхойлогддог когерентийн хугацааг нэвтрүүлсэн. Цаг хугацаа өнгөрөхөд хэлбэлзэл нь эхний үе шатаа мартаж, өөртэйгөө уялдаа холбоогүй болдог.

Когерентийн цаг хугацааны тухай ойлголтыг ашигласнаар төхөөрөмжийн цаг хугацааны тогтмол нь давхцсан долгионы когерентийн хугацаанаас хамаагүй их байх тохиолдолд төхөөрөмж хөндлөнгийн оролцоог илрүүлэхгүй гэж хэлж болно. Хэрэв төхөөрөмж тодорхой хөндлөнгийн загварыг илрүүлсэн бол. Завсрын утгуудын хувьд жижиг утгуудаас том утга руу нэмэгдэх тусам зургийн тод байдал буурах болно.

Долгионыг цаг хугацаанд нь туулах зайг когерентийн урт (эсвэл галт тэрэгний урт) гэнэ. Когерентийн урт нь санамсаргүй фазын өөрчлөлт ~n утгад хүрэх зай юм. Байгалийн долгионыг хоёр хэсэгт хуваах замаар интерференцийн загварыг олж авахын тулд оптик замын ялгаа нь когерентийн уртаас бага байх шаардлагатай. Энэ шаардлага нь 1-р зураг дээрх диаграммд ажиглагдсан харагдахуйц хөндлөнгийн захын тоог хязгаарладаг.

Судлын тоо m нэмэгдэхийн хэрээр цус харвалтын зөрүү нэмэгдэж, үүний үр дүнд зураасны нарийвчлал улам бүр дорддог. Гэрлийн долгионы монохромат бус байдлын үүргийг тодруулахаар үргэлжлүүлье. Гэрэл нь давтамж, үргэлжлэх хугацаатай ижил галт тэрэгний дарааллаас бүрдэнэ гэж үзье. Нэг галт тэрэг нөгөөгөөр солигдох үед үе шат санамсаргүй өөрчлөлтөд ордог бөгөөд үүний үр дүнд галт тэрэгнүүд хоорондоо уялдаа холбоогүй болж хувирдаг. Эдгээр таамаглалын дагуу галт тэрэгний үргэлжлэх хугацаа нь уялдаа холбоотой байх хугацаатай бараг давхцдаг.

Математикийн хувьд Фурье теорем батлагдсан бөгөөд үүний дагуу ямар ч төгсгөлтэй, интегралдах функц F (t) -ийг тасралтгүй өөрчлөгддөг давтамжтай хязгааргүй тооны гармоник бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нийлбэрээр илэрхийлж болно.

(4) илэрхийллийг Фурье интеграл гэж нэрлэдэг. Интеграл тэмдгийн доорх функц A () нь харгалзах монохромат бүрэлдэхүүн хэсгийн далайцыг илэрхийлнэ. Фурье интегралын онолоор A () функцийн аналитик хэлбэрийг илэрхийлэлээр тодорхойлно.

туслах интеграцийн хувьсагч хаана байна. F(t) функц нь нэг долгионы галт тэрэгний t цаг хугацааны аль нэг цэгт үүссэн гэрлийн эвдрэлийг дүрсэл.

Дараа нь дараах нөхцлөөр тодорхойлогдоно.

Энэ функцийн бодит хэсгийн графикийг 2-р зурагт үзүүлэв. -аас + хүртэлх интервалаас гадна F (t) функц нь тэгтэй тэнцүү байна. Тиймээс гармоник бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн далайцыг тодорхойлдог илэрхийлэл (5) хэлбэртэй байна

Интеграл болон энгийн хувиргалтуудын хязгаарыг орлуулсны дараа бид томъёонд хүрнэ

Долгионы гармоник бүрэлдэхүүн хэсгийн эрчим I() нь далайцын квадраттай пропорциональ, өөрөөр хэлбэл илэрхийлэл юм.

(6) функцийн графикийг Зураг дээр үзүүлэв. 3. Зургаас харахад давтамж нь интервалд байгаа бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн эрчим нь тодорхой байна.

бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн эрчмээс ихээхэн давж гардаг. Энэ нөхцөл байдал нь галт тэрэгний үргэлжлэх хугацааг Фурье спектрийн үр дүнтэй давтамжийн мужтай холбох боломжийг бидэнд олгодог.

Цаг хугацааны уялдаа холбоог тодорхойлсны дараа бид дараахь харилцаанд хүрнэ.

(7) харьцаанаас үзэхэд өгөгдсөн гэрлийн долгионд илэрхийлэгдэх давтамжийн хүрээ хэдий чинээ өргөн байх тусам энэ долгионы уялдаа холбоотой байх хугацаа богино байх болно. Давтамж нь вакуум дахь долгионы урттай холбоотой байдаг. Энэ харилцааг ялгаж үзвэл бид үүнийг олж мэднэ

(бид ялгахаас үүссэн хасах тэмдгийг орхисон; үүнээс гадна бид үүнийг оруулсан). Үүнийг томъёо (7) -ын илэрхийлэлээр сольж, бид уялдаа холбоотой хугацааны илэрхийлэлийг олж авна.

Энэ нь уялдаа холбоотой уртын дараах утгыг өгнө.

1-р эрэмбийн максимумыг олж авах замын зөрүүг дараах харьцаагаар тодорхойлно.

Энэ замын зөрүү нь уялдаа холбоотой уртын дарааллын утгад хүрэхэд судал нь ялгагдахгүй болно. Тиймээс ажиглагдсан хөндлөнгийн оролцооны дарааллыг дараахь нөхцлөөр тодорхойлно.

(10)-аас үзэхэд 1-р зурагт үзүүлсэн схемийн дагуу ажиглагдсан интерференцийн захын тоо нь ашигласан гэрлийн долгионы уртын хүрээ багасах тусам нэмэгддэг. Орон зайн уялдаа холбоо. Томъёоны дагуу

давтамжийн тархалт нь k утгын тархалттай тохирч байна. Цаг хугацааны уялдаа холбоо нь утгаараа тодорхойлогддог гэдгийг бид тогтоосон. Үүний үр дүнд цаг хугацааны уялдаа холбоо нь k долгионы векторын модулийн утгын тархалттай холбоотой байдаг орон зайн уялдаа холбоо нь хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог k векторын чиглэлүүдийн тархалттай холбоотой байдаг.

Сансар огторгуйн тодорхой цэгт өөр өөр долгионы урттай долгионоор өдөөгдсөн хэлбэлзэл нь эдгээр долгионууд нь өргөтгөсөн (цэг биш) гэрлийн эх үүсвэрийн өөр өөр хэсгүүдээс ялгардаг бол боломжтой байдаг. Энгийн байх үүднээс эх үүсвэр нь өгөгдсөн цэгээс өнцгөөр харагдахуйц диск хэлбэртэй байна гэж үзье (4-р зургийг үз), өнцөг нь нэгж векторуудын агуулагдах интервалыг тодорхойлдог болохыг харж болно. Бид энэ өнцгийг жижиг гэж үзэх болно. Эх үүсвэрээс гэрэл нь хоёр нарийн ангархай дээр бууж, ард нь дэлгэц байдаг (Зураг 5). Бид эх сурвалжаас ялгарах давтамжийн интервалыг маш бага гэж үзэх бөгөөд ингэснээр цаг хугацааны уялдаа холбоо нь тодорхой интерференцийн хэв маягийг олж авахад хангалттай байх болно. Зурагт заасан гадаргуугаас гарч буй долгион. 5-аас O хүртэл, дэлгэцийн голд тэг дээд тал нь M үүсгэдэг. О хэсгээс ирж буй долгионоор үүсгэгдсэн тэг максимум M"- нь дэлгэцийн дундаас x" зайд шилжинэ. Өнцөг бага ба d/l харьцаатай тул бид таамаглаж болно. тэр x"=/2. О" хэсгээс ирж буй долгионы үүсгэсэн тэг хамгийн их M" нь дэлгэцийн дундаас эсрэг чиглэлд x"-тэй тэнцүү зайд шилждэг. Эх сурвалжийн үлдсэн хэсгүүдийн тэг максимумууд нь M" ба M" максимумуудын хооронд байрладаг.

Гэрлийн эх үүсвэрийн бие даасан хэсгүүд нь долгионыг өдөөдөг бөгөөд тэдгээрийн үе шатууд нь хоорондоо ямар ч холбоогүй байдаг. Тиймээс дэлгэцэн дээр гарч ирэх интерференцийн загвар нь хэсэг тус бүрээр тус тусад нь үүсгэсэн хэв маягийн суперпозици байх болно. Хэрэв x1" нүүлгэн шилжүүлэлт нь хөндлөнгийн хүрээний өргөнөөс хамаагүй бага бол x=l /d бол эх үүсвэрийн өөр өөр хэсгүүдийн максимумууд бараг бие биетэйгээ давхцаж, зураг нь цэгийн эх үүсвэртэй ижил байх болно. x"-д x, зарим хэсгүүдийн максимумууд нь бусад хэсгийн минимумуудтай давхцах бөгөөд хөндлөнгийн загвар ажиглагдахгүй. Тиймээс хөндлөнгийн загвар нь x"x, i.e.

(11)-ээс (12) шилжих үед бид 2-р хүчин зүйлийг орхигдуулсан. Формула (12) нь хөндлөнгийн ажиглалтын эх үүсвэрийн өнцгийн хэмжээг тодорхойлно. Энэ томьёогоор мөн өнцгийн хэмжээтэй эх үүсвэрийн хөндлөнгийн оролцоо ажиглагдаж болох ангархай хоорондын хамгийн их зайг тодорхойлж болно. Тэгш бус байдлыг (12) d/-ээр үржүүлснээр бид нөхцөл байдалд хүрнэ

Янз бүрийн долгионы багцыг ангархайтай дэлгэц дээр үүссэн долгионоор сольж болно. Интерференцийн загвар байхгүй байна гэдэг нь эхний болон хоёр дахь ан цавын байрлал дахь энэ долгионоор өдөөгдсөн хэлбэлзэл нь уялдаа холбоогүй гэсэн үг юм. Тиймээс бие биенээсээ d зайд байрлах цэгүүдийн долгионы хэлбэлзэл нь уялдаа холбоогүй байдаг. Хэрэв эх үүсвэр нь хамгийн тохиромжтой монохроматик байсан бол (энэ нь v=0 ба ангархайг дайран өнгөрөх гадаргуу нь долгион хэлбэртэй байх ба энэ гадаргуугийн бүх цэгт хэлбэлзэл нэг үе шатанд явагдах болно гэсэн үг юм. Бид v0 ба хязгаарлагдмал хэмжээсүүдийн хувьд гэдгийг тогтоосон. зайгаар тусгаарлагдсан гадаргуугийн цэгүүдийн эх үүсвэрийн () хэлбэлзэл нь уялдаа холбоогүй байна.

Товчхондоо хэрэв эх үүсвэр нь монохромат байсан бол долгионы гадаргуу болох гадаргууг бид нэрлэх болно. Бид (12) болзлыг d ангархай хоорондын зайг багасгаж, өөрөөр хэлбэл псевдо долгионы гадаргуугийн ойрын цэгүүдийг авах замаар хангаж чадна. Үүний үр дүнд псевдо долгионы гадаргуугийн нэлээд ойрхон цэгүүдэд долгионоор өдөөгдсөн хэлбэлзэл нь уялдаатай болж хувирдаг. Ийм уялдаа холбоог орон зайн уялдаа холбоо гэж нэрлэдэг. Тиймээс псевдо долгионы гадаргуугийн нэг цэгээс нөгөөд шилжих үед хэлбэлзлийн үе шат санамсаргүй байдлаар өөрчлөгддөг. Хуурамч долгионы гадаргуугийн дагуу нүүлгэн шилжүүлэхэд санамсаргүй фазын өөрчлөлт ~ утгад хүрэх зайг танилцуулъя. Псевдодолгионы гадаргуугийн хоёр цэгийн хэлбэлзэл нь бие биенээсээ бага зайд байрладаг бөгөөд ойролцоогоор уялдаатай байх болно. Холын зайг орон зайн уялдаа холбоотой урт буюу когерентийн радиус гэж нэрлэдэг. (13) -аас үүнийг дагаж мөрддөг

Нарны өнцгийн хэмжээ нь ойролцоогоор 0.01 рад, гэрлийн долгионы урт нь ойролцоогоор 0.5 микрон юм. Тиймээс нарнаас ирж буй гэрлийн долгионы уялдаа холбоотой радиус нь дараах дарааллын утгатай байна.

0.5/0.01 =50 мкм = 0.05 мм. (15)

Долгионыг эзэлдэг бүх орон зайг хэсэг болгон хувааж болох бөгөөд тус бүр нь долгион нь ойролцоогоор уялдаа холбоотой байдаг. Когерентийн эзэлхүүн гэж нэрлэгддэг орон зайн ийм хэсгийн эзэлхүүн нь түр зуурын когерентийн урт ба радиусын тойргийн талбайн үржвэртэй тэнцүү байна. Халаасан биеийн гадаргуугийн ойролцоо гэрлийн долгионы орон зайн уялдаа холбоо нь хэдхэн долгионы урттай хэмжээгээр хязгаарлагддаг. Эх сурвалжаас холдох тусам орон зайн уялдаа холбоо нэмэгдэх болно. Лазер цацраг нь цаг хугацааны болон орон зайн асар их уялдаатай байдаг. Лазерын гаралтын нүхэнд гэрлийн цацрагийн бүх хөндлөн огтлолын туршид орон зайн уялдаа холбоо ажиглагдаж байна.

Дурын эх үүсвэрээс тархаж буй гэрлийг тунгалаг дэлгэцийн хоёр ан цаваар дамжуулснаар хөндлөнгийн оролцоо ажиглагдаж байх шиг байна. Харин ангархай дээр ирж буй долгионы орон зайн уялдаа холбоо бага байвал ангархайгаар дамжин өнгөрөх гэрлийн туяа нь уялдаа холбоогүй, интерференцийн загвар байхгүй болно.

Тохиромжтой байдал b (Латин cohaerens - холболтоос) нь хэд хэдэн хэлбэлзэл эсвэл долгионы үйл явцын цаг хугацааны зохицуулалттай тохиолдох бөгөөд тэдгээрийг нэмэх үед илэрдэг. Хэрэв үе шатуудын ялгаа нь цаг хугацааны явцад тогтмол хэвээр байх ба хэлбэлзлийг нэмэх үед нийт хэлбэлзлийн далайцыг тодорхойлдог бол хэлбэлзлийг уялдаа холбоо гэж нэрлэдэг. Ижил давтамжтай хоёр гармоник (синусоид) хэлбэлзэл нь уялдаатай байдаг.

Ижил давтамжтай, гэхдээ өөр далайцтай хоёр гармоник хэлбэлзлийг нэмэх үед А 1 Тэгээд А 2 болон үе шатууд φ 1 Тэгээд φ 2 ижил давтамжтай гармоник хэлбэлзэл үүсдэг ν :

ба үүссэн хэлбэлзлийн далайц

ба фазын шилжилт

Үүссэн хэлбэлзлийн далайц нь φ 1 - φ 1 фазын зөрүүгээс хамаарч A 1 + A 2-ээс A 1 - A 2 хооронд хэлбэлзэж болно.

Нэгдмэл байдал нь хоёр (эсвэл түүнээс дээш) хэлбэлзлийн процессын шинж чанараар илэрдэг бөгөөд үүнийг нэмбэл харилцан үйлчлэлийн үр нөлөөг харилцан сайжруулж эсвэл сулруулж чаддаг.

Фотонуудын өдөөгдсөн ялгарал нь чухал шинж чанартай байдаг. Нэгдүгээрт, гадаад монохромат талбайн нөлөөн дор ялгарах гэрлийн квант давтамж нь гадаад талбайн давтамжтай яг таарч байна. Хоёрдугаарт, ялгарсан фотоны тархалт ба туйлшралын чиглэл нь цацраг үүсгэдэг гадаад цахилгаан соронзон орны тархалт ба туйлшралын чиглэлтэй давхцдаг. Тиймээс нийтлэг гадаад талбайн нөлөөн дор бие даасан энгийн ялгаруулагчдын цацраг нь уялдаатай байх болно. Гэрлийн квантуудын өдөөгдсөн ялгаралтын эдгээр шинж чанарууд нь лазерын идэвхтэй орчинд хамаарах шинж чанартай бөгөөд хүчирхэг монохромат цацрагийг өсгөх, үүсгэхэд үр дүнтэй ашигладаг.

Когерентийн тухай ойлголтыг тайлбарлахын тулд гэрлийн долгионы дүрслэлийг ашиглах нь тохиромжтой. Зураг дээр. 6 цацрагийг идэвхтэй орчинд үүссэн "элементийн долгион" хэлбэрээр дүрсэлсэн; Тэдгээрийг ихэвчлэн галт тэрэг гэж нэрлэдэг. Зураг дээрх нөхцөл байдал. 3.13a нь уялдаа холбоогүй гэрэлтэй тохирч байгаа бөгөөд Зураг дээр. 3.13b - хамгийн тохиромжтой уялдаатай. Сүүлчийн тохиолдолд бүх долгионы галт тэрэг нь ижил чиглэлд тархаж, ижил долгионы урттай, бие биентэйгээ үе шаттай байдаг. Энэ бүхэн нь өдөөгдсөн гэрлийн ялгарлын үр дагавар юм. Өдөөгдсөн ялгаруулалтын үед хоёрдогч галт тэрэг нь тархалтын чиглэл, долгионы урт, фазын дагуу анхдагч галт тэргийг яг хуулбарладаг. Зураг дээр. 3.13b тасархай шугам нь ижил фазын гадаргууг (долгионы фронт) харуулж байна.

Зураг 3.13 Тохиолдолгүй (а) ба уялдаатай (б) гэрлийн тархалтын схем

Лазер туяаны уялдаа холбоо нь ялангуяа монохроматик байдлын маш өндөр түвшинд, мөн лазер туяаны маш бага зөрүүгээр илэрдэг.

Төвлөр

Лазерын цацрагийн гол шинж чанаруудын нэг нь чиглүүлэх чадвар юм. Чиглэлийн цацраг гэдэг нь жижиг хатуу өнцгийн дотор тархдаг цацраг юм.

Цацрагийн параллелизмын хэмжүүр нь лазер туяаны ялгаа юм.

Лазерын ялгаа- хавтгай θ эсвэл резонаторын тэнхлэгийн бүсэлхийн хавтгайтай огтлолцох цэгтэй давхцах оройтой цул өнцөг.

Энэ зөрүүг мөн өнцгийн гэж нэрлэдэг. Лазер туяаны орон зайн параметрүүдийг туршилтаар олж авах эсвэл резонаторын мэдэгдэж буй параметрүүдийг ашиглан тооцоолно. Цацрагийн параметрүүд болон резонаторын параметрүүдийн хоорондын хамаарлыг резонаторын төрлөөр тодорхойлно.

Зураг дээр. Зураг 3.14-т тус тус r 1 ба r 2 радиустай 1, 2-р хоёр толиноос бүрдэх төвлөрсөн резонаторыг үзүүлэв. R 1 = r 2 тохиолдолд цацрагийн бэлхүүс нь резонаторын төвд байрлах бөгөөд түүний диаметрийг (нэг горимын цацрагийн хувьд) дараах илэрхийллээр тодорхойлно.

Хаана = 2 /λ - долгионы дугаар; г- резонаторын урт.

Бүсэлхийнээс z зайд цацрагийн диаметрийг дараах томъёогоор илэрхийлнэ.

.

Зураг 3.14 – Төвлөрсөн резонаторын диаграмм

Цацрагийн олон горимын шинж чанарт тохирсон эрчим хүчний жигд тархалттай цацрагийн ялгааг дараахь тэгшитгэлээр тодорхойлно.

энд 2у нь гаралтын толин тусгал дээрх нүхний хэмжээ; k Ф нь энергийн тархалт, идэвхтэй элементийн хэлбэрээс хамаарах коэффициент юм.

Дугуй диафрагмын хувьд эрчим хүчний жигд хуваарилалттай k Ф = 1, Гауссын цацрагийн хувьд k Ф = 1.22.

Нэмэлт оптик системийг ашиглахгүйгээр хийн лазерын ялгаа нь хэдэн минутын нуман, хатуу төлөвт лазерынх хэдэн арван минут, хагас дамжуулагч лазерынх хэдэн арван градус хүртэл байдаг.

Цацрагийн ялгааг лазер туяаг төвлөрүүлж (жижиг диаметртэй диафрагмыг оптик системийн фокус дээр байрлуулсан - орон зайн шүүлтүүр) ба лазер туяаг төвлөрүүлэлгүйгээр - телескопоор дамжуулж багасгаж болно. (Зураг 3.15), системд орж буй туяаны зэрэгцээ туяаг мөн туяаны нүх (диаметр) ихэссэн тохиолдолд үүнээс гарах үед зэрэгцээ туяа болгон хувиргадаг.

Зураг 3.15 – Хоёр линзтэй телескоп ашиглан цацрагийн коллимац

Энэ тохиолдолд лазерын цацрагийн ялгаа нь өсөлттэй урвуу хамааралтай байна β ашигласан телескоп ( β = D2/D1):

энд 1.2 нь дуран руу орох ба түүнээс гарах хэсэгт тус тусын цацрагийн зөрүү; Д 1 , Д 2 - телескопын орох ба түүнээс гарах хэсгийн цацрагийн диаметр. Энэ тохиолдолд лазер туяа телескопыг бүрэн дүүргэх ёстой.

Хамгийн бага хүрч болох зөрүүний утгыг коллиматорын системийн гаралтын бүрэлдэхүүн хэсэг дэх оптик долгионы фронтын дифракцийн үзэгдлүүдээр тодорхойлно.

Техникийн тодорхойлолтод (паспорт) 2θ өнцгийг ихэвчлэн зөрүү гэж заадаг.

Эрчим хүч

Эрчим хүчний тухай ойлголтыг лазерын цацрагийг тодорхойлдог фотометрийн хэмжигдэхүүнийг үнэлэхэд ашигладаг: цацрагийн хүч, тод байдал, урсгал гэх мэт. Эдгээр хэмжигдэхүүнүүдийн их утгыг ихэвчлэн цацраг туяа хүчтэй гэж үздэг. Лазер цацраг нь цацрагийн чиглэлийн өндөр зэргээс шалтгаалан цацрагийн хүч харьцангуй бага байсан ч хүчтэй байж болно.

Лазерын цацрагийн хүч нь цацрагийн урсгалын орон зайн нягтыг, өөрөөр хэлбэл цацраг тархах нэгжийн хатуу өнцгийн цацрагийн урсгалын хэмжээг тодорхойлдог бөгөөд дараахь томъёогоор тодорхойлогддог.

Энд Fe нь цацрагийн хүч, Вт; Ω=α 2 - хатуу өнцөг, арилсан; α нь цул өнцөг үүсгэх конусын нүхний өнцөг, рад.

Нэг горимын лазерын цацрагийн ялгаа нь 2θ (хатуу өнцөг нь α = 4θ 2-тэй тэнцүү), тэнхлэгт 2θ нүхний өнцгөөр тодорхойлогддог чиглэл дэх цацрагийн хүч нь тэнцүү байна.

Жишээлбэл, улайсдаг чийдэн ба лазерын цацрагийн эрчмийг харьцуулж үзвэл ижил эрчим хүчний хэрэглээнд лазерууд илүү эрчимтэй, үр ашиг багатай байдаг. Жишээлбэл, 66 Вт улайсдаг чийдэн нь цацрагийн дундаж эрчимтэй байдаг

болон LG-55 төрлийн лазер нь 66 Вт цахилгаан зарцуулалттай, 2 10 -3 Вт цацрагийн чадалтай, 10 "дивергенцтэй цацрагийн хүчээр тодорхойлогддог.

W/ster.

Цацрагийн урсгал (лазерын хүч) Feнэгж хугацаанд хөндлөн огтлолоор дамжих өдөөгдсөн цацрагийн энергийг (үүсгэх энерги) илэрхийлнэ. Fe = dQe/dt. Хэрэв үндсэн горимд цацраг үүсвэл Fe урсгалын хэмжээг авч үзэж буй хэсгийн радиус r ба горимын цэгийн хэмжээ ω харьцаагаар тодорхойлно.

Хаана Ф 0 - r>>ω-д хэмжсэн нийт лазерын урсгал.

Урсгалын энергийн утгаас (W) гэрлийн утга (лм) руу шилжих ажлыг томъёоны дагуу гүйцэтгэнэ.

F=638Fe,

Энд 683 лм/Вт нь нүдний хамгийн их мэдрэмжтэй (λ = 0.55 мкм) тохирох долгионы урт дахь цацрагийн энергийн гэрлийн эквивалент юм.

Гэрэлтүүлгийн урсгалын утгаас эрчим хүчний үнэ цэнэд шилжих шилжилтийг томъёоны дагуу гүйцэтгэнэ

Fe=AF,

Хаана A = 0.00146 W / lm - гэрлийн механик эквивалент (A = 1/683).

Импульсийн цацрагийн хувьд импульсийн тогтмол дарааллын горим нь цацрагийн дундаж урсгалаар тодорхойлогддог, өөрөөр хэлбэл тухайн цаг хугацааны дундаж урсгалын утгаараа:

Fsr=Phi∆t/T,

Хаана Фи - импульсийн урсгал; ∆t - импульсийн үргэлжлэх хугацаа; T - импульсийн давталтын хугацаа.

Хэвлэлийн өмнөх процессуудад зураг бичих үед лазер туяаны эрчмийг "тийм-үгүй" зарчмын дагуу хянадаг бөгөөд энэ үед эрчим нь хамгийн их утгаас тэг хүртэл өөрчлөгдөж, хэвлэх эсвэл хоосон зайны элементүүдийг үүсгэдэг. хэлбэр, түүнчлэн бүртгэгдсэн материалын гэрэл эсвэл дулааны мэдрэмжтэй эрч хүчийг тааруулах. Эрчим хүчийг хянахын тулд тусгай төхөөрөмжийг ашигладаг - цацрагийн модулятор.

Когерент гэдэг нь хэд хэдэн хэлбэлзэл эсвэл долгионы үйл явцын уялдаа холбоотой үүсэх явдал юм. Тууштай байдлын зэрэг нь өөр байж болно. Үүний дагуу бид хоёр долгионы уялдаа холбоотой байдлын тухай ойлголтыг танилцуулж болно.

Цаг хугацаа ба орон зайн уялдаа холбоог хооронд нь ялгадаг. Бид цаг хугацааны уялдаа холбоог судалж эхлэх болно.

Цаг хугацааны уялдаа холбоо. Өмнөх догол мөрөнд тайлбарласан хөндлөнгийн үйл явцыг оновчтой болгосон. Бодит байдал дээр энэ үйл явц илүү төвөгтэй байдаг. Энэ нь илэрхийллээр дүрсэлсэн монохромат долгионтой холбоотой юм

тогтмолууд хаана байна, хийсвэрлэлийг илэрхийлнэ. Аливаа бодит гэрлийн долгион нь янз бүрийн давтамжийн (эсвэл долгионы урт) хэлбэлзлийн давхцалаас үүсдэг, бага зэрэг нарийн, гэхдээ хязгаарлагдмал давтамжийн интервалд (тус тус бүр долгионы урт) агуулагддаг. Бараг монохромат гэрлийн хувьд ч (327-р хуудсыг үз) давтамжийн хүрээ хязгаарлагдмал байдаг. Түүнчлэн, А долгионы далайц ба үе шат нь цаг хугацааны явцад тасралтгүй санамсаргүй (эмх замбараагүй) өөрчлөгддөг. Иймд давхардсан хоёр гэрлийн долгионоор сансар огторгуйн тодорхой цэгт өдөөгдсөн хэлбэлзэл хэлбэртэй байна

Түүнээс гадна функцүүдийн эмх замбараагүй өөрчлөлтүүд нь бүрэн бие даасан байдаг.

дундаж давтамжийн утга хаана байна, тэмдэглэгээг оруулна уу: Дараа нь томъёо (120.2) хэлбэрийг авна

Бид зөвхөн хэлбэлзлийн үе шатанд эмх замбараагүй өөрчлөлт ордог функцийг олж авсан.

Нөгөөтэйгүүр, математикийн хувьд гармоник бус функцийг жишээ нь (120.2) функцийг тодорхой Лео интервалд агуулагдах давтамжтай гармоник функцүүдийн нийлбэр хэлбэрээр илэрхийлж болно (томъёо (120.4) үзнэ үү).

Тиймээс уялдаа холбоотой асуудлыг авч үзэхдээ "үе шат" ба "давтамж" гэсэн хоёр хандлага байж болно. "Үе шат" арга барилаас эхэлье. Томъёо дахь давтамжууд (120.1) нөхцөлийг хангаж байна гэж үзээд фазын өөрчлөлт ямар нөлөө үзүүлж байгааг олж мэдье. Томъёоны дагуу (119.2) өгөгдсөн цэг дэх гэрлийн эрчмийг илэрхийллээр тодорхойлно

Энд Энэ томьёоны сүүлчийн гишүүнийг интерференцийн гишүүн гэж нэрлэдэг.

Интерференцийн хэв маягийг ажиглаж болох аливаа төхөөрөмж (нүд, гэрэл зургийн хавтан гэх мэт) зарим инерцтэй байдаг. Үүнтэй холбогдуулан тодорхой хугацааны туршид дунджаар авсан зургийг бүртгэдэг бол үржүүлэгч нь -1-ээс бүх утгыг авбал интерференцийн дундаж утга нь тэгтэй тэнцүү байна. Тиймээс төхөөрөмжийн тэмдэглэсэн эрчим нь тухайн цэгт долгион тус бүрээр тус тусад нь үүсгэсэн эрчим хүчний нийлбэртэй тэнцүү байх болно - хөндлөнгийн оролцоо байхгүй. Хэрэв утга нь цаг хугацааны явцад бага зэрэг өөрчлөгдвөл төхөөрөмж хөндлөнгийн оролцоог илрүүлэх болно.

Тодорхой хэмжээний x үсрэлт өөрчлөгдөхөд тэнцүү байх ба өсөлтүүд нь тэнцүү байх магадлалтай. Хэмжигдэхүүний энэ зан үйлийг санамсаргүй алхалт гэж нэрлэдэг. Анхны утгыг тэг болгоё. Хэрэв N алхамын дараа утга тэнцүү бол алхамын дараа энэ нь тэнцүү байх бөгөөд хоёр тэмдэг нь ижил магадлалтай байна. Санамсаргүй алхалтыг олон удаа хийж байна гэж үзье, тэр болгонд нь дундаж утгыг олъё (дундаж байх үед давхар бүтээгдэхүүн алга болно). Тиймээс N-ийн утгаас үл хамааран дундаж утга нь Иймээс нэмэгддэг. Тиймээс санамсаргүй алхаж буй хэмжигдэхүүн нь дунджаар анхны утгаасаа улам бүр холддог.

Хувь хүний ​​атомуудын үүсгэсэн асар олон тооны галт тэрэгний давхцалаас үүссэн долгионы үе шат нь том үсрэлт хийж чадахгүй. Энэ нь жижиг алхмаар санамсаргүй байдлаар өөрчлөгддөг, өөрөөр хэлбэл санамсаргүй алхалт хийдэг. Долгион фазын санамсаргүй өөрчлөлт нь захиалгын утгад хүрэх хугацааг уялдаа холбоо гэж нэрлэдэг. Энэ хугацаанд хэлбэлзэл нь эхний үе шатаа мартаж, өөртэйгөө уялдаа холбоогүй болдог.

Жишээ болгон интервал дахь долгионы уртыг агуулсан бараг монохромат гэрэл нь c дарааллаар тодорхойлогддог болохыг бид онцолж байна. Гели-неон лазерын ялгаралт c зэрэгтэй байна.

Долгионыг цаг хугацаанд нь туулах зайг когерентийн урт (эсвэл галт тэрэгний урт) гэнэ. Когерентийн урт гэдэг нь фазын санамсаргүй өөрчлөлт нь утгад хүрэх зай юм. Байгалийн долгионыг хоёр хэсэгт хуваах замаар интерференцийн хэв маягийг олж авахын тулд A оптик замын ялгаа нь когерентийн уртаас бага байх шаардлагатай. Энэ шаардлага нь зурагт үзүүлсэн диаграммд ажиглагдсан харагдахуйц хөндлөнгийн хүрээний тоог хязгаарладаг. 119.2. Хамтлагийн тоо нэмэгдэхийн хэрээр замын зөрүү нэмэгдэж, үүний үр дүнд хамтлагуудын тод байдал улам бүр дорддог.

Гэрлийн долгионы монохромат бус байдлын үүргийг тодруулахаар үргэлжлүүлье. Гэрэл нь давтамж, үргэлжлэх хугацаатай ижил галт тэрэгний дарааллаас бүрдэнэ гэж үзье. Нэг галт тэрэг нөгөөгөөр солигдох үед үе шат санамсаргүй өөрчлөлтөд ордог бөгөөд үүний үр дүнд галт тэрэгнүүд хоорондоо уялдаа холбоогүй болж хувирдаг. Эдгээр таамаглалын дагуу галт тэрэгний үргэлжлэх хугацаа нь уялдаа холбоотой байх хугацаатай бараг давхцдаг.

Математикийн хувьд Фурьегийн теорем батлагдсан бөгөөд үүний дагуу аливаа төгсгөлтэй, интегралдах функцийг тасралтгүй өөрчлөгддөг давтамжтай хязгааргүй тооны гармоник бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нийлбэрээр илэрхийлж болно.

(120.4)

(120.4) илэрхийллийг Фурье интеграл гэж нэрлэдэг. Интеграл тэмдгийн доорх функц нь харгалзах монохромат бүрэлдэхүүн хэсгийн далайцыг илэрхийлнэ. Фурье интегралын онолын дагуу функцийн аналитик хэлбэрийг илэрхийлэлээр тодорхойлно.

(120.5)

туслах интеграцийн хувьсагч хаана байна.

Функц нь нэг долгионы галт тэрэгнээс үүссэн гэрлийн эвдрэлийг агшин зуурын агшинд тодорхойл. Дараа нь дараах нөхцлөөр тодорхойлогдоно.

Энэ функцийн бодит хэсгийн графикийг Зураг дээр үзүүлэв. 120.1.

Функц хүртэлх интервалын гадна нь тэгтэй тэнцүү байна. Тиймээс гармоник бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн далайцыг тодорхойлдог илэрхийлэл (120.5) хэлбэртэй байна.

Интеграл болон энгийн хувиргалтуудын хязгаарыг орлуулсны дараа бид томъёонд хүрнэ

Долгионы гармоник бүрэлдэхүүн хэсгийн эрч хүч нь далайцын квадраттай пропорциональ, өөрөөр хэлбэл илэрхийлэл юм.

Функцийн графикийг (120.6) Зураг дээр үзүүлэв. 120.2. Интервалд давтамж нь агуулагдаж буй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн эрчим нь бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн эрчмээс ихээхэн давж байгааг зурагнаас харж болно.

Энэ нөхцөл байдал нь галт тэрэгний үргэлжлэх хугацааг Фурье спектрийн үр дүнтэй давтамжийн мужтай холбох боломжийг бидэнд олгодог.

Тохиромжтой цагийг тодорхойлсны дараа бид харилцаанд хүрнэ

(тэмдэг нь: "хэмжээний дарааллаар тэнцүү" гэсэн утгатай).

(120.7) харьцаанаас үзэхэд өгөгдсөн гэрлийн долгионы давтамжийн хүрээ өргөн байх тусам энэ долгионы уялдаа холбоотой байх хугацаа богиносдог.

Давтамж нь вакуум дахь долгионы урттай энэ хамаарлыг ялгаж үзээд бид үүнийг олж мэдсэн (бид ялгахаас үүссэн хасах тэмдгийг орхисон; үүнээс гадна бид тавьсан). Үүнийг (120.7) томъёоны X ба -ын илэрхийлэлээр сольж, уялдаа холбоотой хугацааны илэрхийлэлийг олж авна.

Энэ нь уялдаа холбоотой уртын дараах утгыг өгнө.

(119.5) томъёоноос m-р эрэмбийн максимумыг олж авах замын зөрүү нь хамаарлаар тодорхойлогдоно.

Энэ замын зөрүү нь уялдаа холбоотой уртын дарааллын утгад хүрэхэд судал нь ялгагдахгүй болно. Иймээс ажигласан хөндлөнгийн хязгаарлалтын дарааллыг нөхцөлөөр тодорхойлно

(120.10)

(120.10) -аас үзэхэд Зураг дээр үзүүлсэн схемийн дагуу хөндлөнгийн хүрээний тоо ажиглагдаж байна. 119.2, ашигласан гэрэлд дүрслэгдсэн долгионы уртын хүрээ багасах тусам нэмэгддэг.

Орон зайн уялдаа холбоо. Томъёоны дагуу давтамжийн тархалт нь k утгын тархалттай тохирч байна. Цаг хугацааны уялдаа холбоо нь )-ийн утгаар тодорхойлогддог болохыг бид тогтоосон. Үүний үр дүнд цаг хугацааны уялдаа холбоо нь k долгионы векторын модулийн утгын тархалттай холбоотой байдаг орон зайн уялдаа холбоо нь De утгаараа тодорхойлогддог k векторын чиглэлүүдийн тархалттай холбоотой байдаг.

Сансар огторгуйн тодорхой цэгт өөр өөр θ-тай долгионоор өдөөгдсөн хэлбэлзэл нь эдгээр долгионыг өргөтгөсөн (цэг биш) гэрлийн эх үүсвэрийн өөр өөр хэсгүүдээс ялгаруулж байвал боломжтой. Энгийн байх үүднээс эх үүсвэр нь өгөгдсөн цэгээс өнцгөөр харагдахуйц диск хэлбэртэй байна гэж үзье. Зураг дээрээс. 120.3 өнцөг нь нэгж векторуудын агуулагдах интервалыг тодорхойлдог нь тодорхой байна.

Эх сурвалжаас гэрэл нь дэлгэц байгаа хоёр нарийн ангархай дээр унана (Зураг 120.4).

Бид эх сурвалжаас ялгарах давтамжийн интервалыг маш бага гэж үзэх бөгөөд ингэснээр цаг хугацааны уялдаа холбоо нь тодорхой интерференцийн хэв маягийг олж авахад хангалттай байх болно. Зурагт заасан гадаргуугаас гарч буй долгион. 120.4-ээс O хүртэл, дэлгэцийн голд тэг хамгийн их M-г үүсгэнэ. О хэсгээс ирж буй долгионы үүсгэсэн тэг максимум нь дэлгэцийн дундаас x зайд шилжинэ. Өнцөг, харьцаа нь жижиг учраас бид үүнийг таамаглаж болно

Тухайн бүсээс ирж буй долгионы үүсгэсэн тэг максимум нь дэлгэцийн дундаас эсрэг чиглэлд х-тэй тэнцүү зайд шилждэг. Эх сурвалжийн үлдсэн хэсгүүдийн тэг максимумууд нь максимум ба хоёрын хооронд байрладаг

Гэрлийн эх үүсвэрийн бие даасан хэсгүүд нь долгионыг өдөөдөг бөгөөд тэдгээрийн үе шатууд нь хоорондоо ямар ч холбоогүй байдаг. Тиймээс дэлгэцэн дээр гарч ирэх интерференцийн загвар нь хэсэг тус бүрээр тус тусад нь үүсгэсэн хэв маягийн суперпозици байх болно. Хэрэв х нүүлгэн шилжүүлэлт нь хөндлөнгийн хүрээний өргөнөөс хамаагүй бага байвал (119.10-р томьёог үз) эх үүсвэрийн өөр өөр хэсгүүдийн максимумууд бие биетэйгээ бараг давхцаж, зураг нь цэгийн эх үүсвэртэй ижил байх болно. Зарим талбайн максимум нь бусад хэсгийн минимум дээр унах бөгөөд интерференцийн загвар ажиглагдахгүй. Иймээс хөндлөнгийн загвар нь i.e.

(120.11)-ээс (120.12) руу шилжихдээ бид 2-р хүчин зүйлийг хассан.

Формула (120.12) нь хөндлөнгийн оролцоо ажиглагдаж буй эх үүсвэрийн өнцгийн хэмжээг тодорхойлно. Энэ томъёоноос бид өнцгийн хэмжээтэй эх үүсвэрийн хөндлөнгийн оролцоог ажиглаж болох хамгийн их зайг тодорхойлж болно (120.12).

Янз бүрийн долгионы багцыг ангархайтай дэлгэц дээр үүссэн долгионоор сольж болно. Интерференцийн загвар байхгүй байна гэдэг нь эхний болон хоёр дахь ан цавын байрлал дахь энэ долгионоор өдөөгдсөн хэлбэлзэл нь уялдаа холбоогүй гэсэн үг юм. Тиймээс бие биенээсээ d зайд байрлах цэгүүдийн долгионы хэлбэлзэл нь уялдаа холбоогүй байдаг. Хэрэв эх үүсвэр нь хамгийн тохиромжтой монохроматик байсан бол (энэ нь ангархайг дайран өнгөрөх гадаргуу нь долгион хэлбэртэй байх ба энэ гадаргуугийн бүх цэгт хэлбэлзэл нэг үе шатанд явагдана гэсэн үг юм. Эх үүсвэрийн хязгаарлагдмал хэмжээсүүдийн хувьд бид үүнийг тогтоосон) хэлбэлзэл тусгаарлагдсан гадаргуугийн цэгүүд нь хол зайд уялдаа холбоогүй байдаг.

Хэрэв эх үүсвэр нь монохромат байсан бол долгион байх гадаргууг товчилбол псевдо долгион гэж нэрлэнэ.

Бид (120.12) болзлыг d ангархай хоорондын зайг багасгаж, өөрөөр хэлбэл псевдодолгионы гадаргуугийн ойрын цэгүүдийг авах замаар хангаж чадна. Үүний үр дүнд псевдо долгионы гадаргуугийн нэлээд ойрхон цэгүүдэд долгионоор өдөөгдсөн хэлбэлзэл нь уялдаатай болж хувирдаг. Ийм уялдаа холбоог орон зайн уялдаа холбоо гэж нэрлэдэг.

Тиймээс псевдо долгионы гадаргуугийн нэг цэгээс нөгөөд шилжих үед хэлбэлзлийн үе шат санамсаргүй байдлаар өөрчлөгддөг. Псевдо долгионы гадаргуугийн дагуу нүүлгэн шилжүүлэх үед фазын санамсаргүй өөрчлөлт нь утгад хүрдэг pcoh зайг танилцуулъя. Хуурамч долгионы гадаргуугийн хоёр цэгийн хэлбэлзэл нь бие биенээсээ бага зайд ойролцоогоор уялдаатай байх болно. . pcoh зайг орон зайн когерентийн урт буюу когерентийн радиус гэж нэрлэдэг. (120.13)-аас ийм байна

Нарны өнцгийн хэмжээ нь ойролцоогоор 0.01 рад, гэрлийн долгионы урт нь ойролцоогоор 0.5 микрон юм. Тиймээс нарнаас ирж буй гэрлийн долгионы уялдаа холбоотой радиус нь дараах дарааллын утгатай байна.

Долгионыг эзэлдэг бүх орон зайг хэсэг болгон хувааж болох бөгөөд тус бүр нь долгион нь ойролцоогоор уялдаа холбоотой байдаг. Когерентийн эзэлхүүн гэж нэрлэгддэг орон зайн ийм хэсгийн эзэлхүүн нь радиустай тойргийн талбайн түр зуурын когерентийн уртын үржвэртэй тэнцүү байна.

Халаасан биеийн гадаргуугийн ойролцоо гэрлийн долгионы орон зайн уялдаа холбоо нь хэдхэн долгионы урттай pcog-ийн хэмжээгээр хязгаарлагддаг. Эх сурвалжаас холдох тусам орон зайн уялдаа холбоо нэмэгдэх болно. Лазер цацраг нь цаг хугацааны болон орон зайн асар их уялдаатай байдаг. Лазерын гаралтын нүхэнд гэрлийн цацрагийн бүх хөндлөн огтлолын туршид орон зайн уялдаа холбоо ажиглагдаж байна.

Дурын эх үүсвэрээс тархаж буй гэрлийг тунгалаг дэлгэцийн хоёр ан цаваар дамжуулснаар хөндлөнгийн оролцоо ажиглагдаж байх шиг байна. Харин ангархай дээр ирж буй долгионы орон зайн уялдаа холбоо бага байвал ангархайгаар дамжин өнгөрөх гэрлийн туяа нь уялдаа холбоогүй, интерференцийн загвар байхгүй болно. Янг 1802 онд хоёр цоорхойноос интерференцийг олж авсан нь ангархай дээрх гэрлийн орон зайн уялдаа холбоог нэмэгдүүлсэн. Юнг эхлээд тунгалаг дэлгэцийн жижиг нүхээр гэрлийг дамжуулснаар энэхүү өсөлтийг гүйцэтгэсэн.

Энэ нүхээр дамжин өнгөрөх гэрэл нь хоёр дахь тунгалаг дэлгэцийн ан цавыг гэрэлтүүлэв. Ингэж Янг эхлээд гэрлийн долгионы интерференцийг ажиглаж, эдгээр долгионы уртыг тогтоожээ.

Өмнө дурьдсанчлан хөндлөнгийн хэв маягийг зөвхөн давхцах үед ажиглаж болно когерент долгион.Когерент долгионы тодорхойлолтод үүнийг тэмдэглэсэн болохыг анхаарна уу оршихуй биш, харин хөндлөнгийн ажиглалт.Энэ нь уялдаа холбоо байгаа эсэх нь зөвхөн долгионы шинж чанараас гадна эрчмийг бүртгэх хугацааны интервалаас хамаарна гэсэн үг юм. Ижил хос долгион нь нэг ажиглалтын үед уялдаатай, нөгөө үед уялдаа холбоогүй байж болно.

Далайн хуваах арга эсвэл долгионы фронтоор хуваах аргаар нэгээс үүссэн хоёр гэрлийн долгион нь бие биендээ саад болохгүй. Ажиглалтын цэг дээр долгионы вектортой хоёр долгион нэмэгддэг. Ийм долгионы уялдаа холбоогүй байж болох хоёр үндсэн шалтгаан бий.

Эхний шалтгаан нь гэрлийн эх үүсвэрийн монохромат бус шинж чанар (эсвэл долгионы векторуудын хэмжигдэхүүнүүдийн хэлбэлзэл) юм. Монохроматик гэрэл нь нэг давтамжийн гэрэл юм. Орон зайн цэг бүрт хатуу монохромат долгион нь цаг хугацаанаас хамааралгүй далайц ба эхний үе шаттай байдаг. Бодит гэрлийн долгионы далайц ба фаз хоёулаа цаг хугацааны явцад санамсаргүй өөрчлөлтийг мэдэрдэг. Хэрэв давтамжийн өөрчлөлт бага, далайцын өөрчлөлт хангалттай удаан байвал (тэдгээрийн давтамж нь оптик давтамжтай харьцуулахад бага) байвал долгионыг бараг монохромат гэж нэрлэдэг.

Нэг долгионоос үүссэн гэрлийн долгионы уялдаа холбоогүй байдлын хоёр дахь шалтгаан нь бодит гэрлийн эх үүсвэрийн орон зайн хэмжээ (эсвэл долгионы вектор бүрийн чиглэлийн тогтворгүй байдал) юм.

Бодит байдал дээр хоёр шалтгаан нь нэгэн зэрэг тохиолддог. Гэсэн хэдий ч энгийн байхын тулд бид шалтгаан бүрийг тусад нь шинжлэх болно.

Цаг хугацааны уялдаа холбоо.

Байг цэгГэрлийн эх үүсвэр Сба ба , энэ нь түүний бодит эсвэл төсөөлөл (Зураг 3.6.3 эсвэл 3.6.4). Эх үүсвэрээс гарах цацраг нь долгионы урттай, ижил хүчтэй хоёр долгионоос бүрддэг гэж үзье (мэдээжийн эх үүсвэр ба ). Эх сурвалжуудын эхний үе шатууд ижил байг. Долгионы урттай туяа нь ижил үе шаттайгаар дэлгэцийн тодорхой цэг дээр ирнэ. Энэ цэгийг интерференцийн загварын төв гэж нэрлэе. Хоёр долгионы хувьд дэлгэцийн өөр нэг цэг дээр замын ялгаа () байх болно. Н– бүхэл тоо, зурвасын дугаар) долгионы уртын хувьд гэрлийн интерференцийн хүрээг мөн авна. Хэрэв энэ нь ижил байвал долгионы урттай цацрагууд дэлгэцэн дээрх ижил цэг дээр антифазын үед ирэх бөгөөд энэ долгионы уртын хувьд интерференцийн хүрээ харанхуй болно. Энэ нөхцөлд авч үзэж буй дэлгэцийн цэг дээр цайвар судал нь бараан зураастай давхцах болно - хөндлөнгийн загвар алга болно. Тиймээс захын алга болох нөхцөл нь интерференцийн хүрээний хамгийн их тоо эндээс үүсдэг.

Одоо эх үүсвэрийн гэрэл нь интервалд байрлах урттай долгионуудын цуглуулга болох тохиолдол руу шилжье. Энэ спектрийн интервалыг долгионы урт нь -ээр ялгаатай хязгааргүй нарийн спектрийн хос шугам болгон хуваая. Томъёо (3.7.1) нь ийм хос бүрт хамаарах бөгөөд үүнийг -ээр солих шаардлагатай. Тиймээс интерференцийн дарааллын хувьд интерференцийн загвар алга болно

Энэ томьёо нь хамгийн их боломжит интерференцийн дарааллын тооцоог өгдөг. Хэмжээг ихэвчлэн нэрлэдэг долгионы монохромат байдлын зэрэг.

Иймээс долгионыг цацрагийн дагуу хуваах үед хөндлөнгийн загварыг ажиглахын тулд үүссэн хоёр долгионы замын ялгаа нь дараах утгаас хэтрэхгүй байх ёстой. когерентийн урт l

Когерентийн уртын тухай ойлголтыг дараах байдлаар тайлбарлаж болно. Нэг цацраг дээрх хоёр цэгийг интерференцийн хэв маягийг ажиглах боломжтой хоёрдогч гэрлийн эх үүсвэр болгон авч үзье. Энэ тохиолдолд цэг бүрээс оюун санааны дэлгэц хүртэлх зайг ижилхэн гэж үзнэ (Зураг 3.7.1).

Энд хоёр нь туяа дагуу сонгогдсон байна

Зураг.3.7.1. Дэлгэц дээр интерференцийн хэв маягийг олж авахын тулд тунгалаг ялтсуудыг оюун ухаандаа байрлуулах цэгүүд. Хөндлөнгийн туяаны оптик замын зөрүүг тэнцүү болго. Хэрэв энэ нь утгаас хэтэрсэн бол дээр дурдсанчлан хөндлөнгийн загвар "т рхэц" болж, улмаар цэг дээрх хоёрдогч гэрлийн эх үүсвэрүүд хоорондоо уялдаа холбоогүй болж хувирдаг. Цэгүүдийн хоорондох зай ба энэ нь тохиолдож эхлэх үеийг нэрлэдэг урт уялдаа холбоо дам нурууны дагуу, уртааш когерентийн урт, эсвэл зүгээр л уялдаа холбоотой урт.

Долгионыг туулж буй когерентийн урттай тэнцүү зай уялдаа холбоотой цаг

Когерентийн хугацааг дунджийг авах үед хөндлөнгийн нөлөө ажиглагдаж байгаа хамгийн дээд хугацаа гэж нэрлэж болно.

Дээрх тооцоонд үндэслэн бид хальсны зузааныг тооцоолж, түүний тусламжтайгаар интерференцийн хэв маягийг олж авах боломжтой (өмнөх лекцэд ашигласан "нимгэн хальс" гэсэн нэр томъёог тайл.). Интерференцийн хэв маягийг өгдөг долгионы замын ялгаа нь гэрлийн долгионы когерентийн уртаас хэтрэхгүй бол хальсыг "нимгэн" гэж нэрлэж болно. Долгион хальсан дээр жижиг өнцгөөр (хэвийн ойролцоо чиглэлд) унах үед замын зөрүү нь тэнцүү байна 2 тэрбум(томъёо (3.6.20)), хаана б- зузаан, ба n- хальсны материалын хугарлын илтгэгч. Тиймээс интерференцийн хэв маягийг кинон дээр авч болно 2 тэрбум ≤ л =. (3.7.5) Том өнцгөөр долгион тусах үед долгионы фронтын янз бүрийн цэгүүдийн уялдаа холбоогүй байдлыг харгалзан үзэх шаардлагатайг анхаарна уу.

Янз бүрийн эх үүсвэрээс ялгарах гэрлийн когерентийн уртыг тооцоолъё.

1. Байгалийн эх үүсвэрээс (лазер биш) ялгарах гэрлийг авч үзье. Хэрэв шилэн шүүлтүүрийг гэрлийн замд байрлуулсан бол зурвасын өргөн нь ~ 50 нм бол (3.7.3) -ын дагуу бид оптик спектрийн интервалын дундах долгионы ~ 600 нм долгионы уртыг авна. Хэрэв шүүлтүүр байхгүй бол когерентийн урт нь ойролцоогоор бага зэрэг болно.

2. Хэрэв гэрлийн эх үүсвэр нь лазер бол түүний цацраг нь өндөр монохромат шинж чанартай (~ 0.01 нм) бөгөөд ижил долгионы урттай ийм гэрлийн когерентийн урт нь ойролцоогоор 4·10 м байх болно.

Орон зайн уялдаа холбоо.

Өргөтгөсөн эх үүсвэрээс когерент долгионы хөндлөнгийн оролцоог ажиглах чадвар нь үзэл баримтлалд хүргэдэг долгионы орон зайн уялдаа холбоо.

Үндэслэлийг хялбарчлахын тулд ижил төстэй эхний фаз ба долгионы урттай когерент цахилгаан соронзон долгионы эх үүсвэрүүд уртын сегмент дээр байрладаг гэж төсөөлөөд үз дээ. б, зайд байрладаг l»bдэлгэцээс (Зураг 3.7.2), тэдгээрийн хөндлөнгийн оролцоо ажиглагдаж байна. Дэлгэц дээр ажиглагдсан интерференцийн хэв маягийг хязгааргүй тооны хос цэгийн уялдаа холбоо бүхий эх үүсвэрээс үүсгэсэн интерференцийн хэв маягийн суперпозици гэж илэрхийлж болно, үүнд өргөтгөсөн эх үүсвэрийг оюун ухаанаар хувааж болно.

Бүх эх сурвалжаас сегментийн дунд байрлах эх үүсвэрийг сонгож, нэг нь төвийн эх үүсвэрээс бүрдэх ба түүний ойролцоо байрлах дур мэдэн сонгосон эх үүсвэрээс бүрдэх хоёр хос интерференцийн хэв маягийг харьцуулж үзье. төв эх үүсвэр болон сегментийн аль нэг төгсгөлд байрлах эх үүсвэрээр. Ойролцоо байрладаг хос эх үүсвэрийн интерференцийн загвар нь ажиглалтын цэг дээр дэлгэцийн төв хэсэгт хамгийн ихдээ ойролцоо утгатай байх нь ойлгомжтой (Зураг 3.7.2). Үүний зэрэгцээ нөгөө хосын интерференцийн загвар нь сегментийн төв ба түүний ирмэг дэх эх үүсвэрээс ялгарах цахилгаан соронзон долгионы зам дахь оптик ялгаанаас хамаарч утгатай байх болно.

≈ ,

(3.7.6)

эх үүсвэрийн өнцгийн хэмжээ хаана байна (Зураг 3.7.2), энэ нь " л(3.7.6) томъёог гаргахад ашигласан тодорхой хувиргалтууд хүчинтэй байхаар хангалттай бага байна.

Дэлгэцийн төвд байрлах ажиглалтын цэг дээр ирж буй өргөтгөсөн эх үүсвэрийн өөр өөр цэгүүдээс долгион нь төв эх үүсвэрээс ирж буй долгионтой харьцуулахад оптик замын зөрүүтэй байх ба тэгээс дээд тал нь 0.25 хүртэл шугаман хэлбэлзэлтэй байна. Тодорхой эх үүсвэрийн уртын хувьд ажиглалтын цэг дээр ирж буй долгион нь сегментийн төв цэгээс ялгарах долгионы фазаас 180 ° -аар ялгаатай фазтай байж болно. Үүний үр дүнд эх үүсвэрийн янз бүрийн хэсгээс дэлгэцийн төвд ирж буй долгионууд нь бүх долгион ижил фазтай байсан тохиолдолд үүсэх хамгийн их хэмжээтэй харьцуулахад эрчмийн утгыг бууруулна. Дэлгэц дээрх бусад цэгүүдэд ижил үндэслэл хүчинтэй байна. Үүний үр дүнд өргөтгөсөн эх үүсвэрийн интерференцийн загварын максимум ба минимум дахь эрчим нь ижил утгатай байх ба хөндлөнгийн загварын харагдах байдал тэг болох хандлагатай байна. Харж байгаа тохиолдолд энэ нь (3.7.6)-д тохиолддог. Энэ нөхцөлд тохирох сегментийн (эх сурвалж) хамгийн богино уртын утгыг хамаарлаас (энэ тохиолдолд) тодорхойлно. t=1):

Оптик ба цахилгаан соронзон долгионы онолд энэ утгын тал хувь нь гэж нэрлэгддэг зүйлийг тодорхойлдог. орон зайн уялдаа холбоотой радиусӨргөтгөсөн эх үүсвэрээс ялгарах цахилгаан соронзон долгион:

.

(3.7.7)

Өргөтгөсөн эх үүсвэрийн орон зайн уялдаа холбооны радиусын тухай ойлголтын физик утга нь радиусын тойрог дотор байрладаг бол өргөтгөсөн эх үүсвэрээс хөндлөнгийн загварыг ажиглах боломжийн санаа юм. Дээр дурдсанаас харахад цахилгаан соронзон долгионы орон зайн уялдаа холбоо нь тэдгээрийн эх үүсвэрийн өнцгийн хэмжээгээр тодорхойлогддог.

Орон зайн уялдаа холбоо нь цацрагт перпендикуляр чиглэлд (цацрагт) гэрлийн уялдаа холбоо юм. Энэ нь ижил фазын гадаргуугийн янз бүрийн цэгүүдийн уялдаа холбоо юм. Гэхдээ ижил фазын гадаргуу дээр фазын ялгаа тэг байна. Гэсэн хэдий ч, өргөтгөсөн эх сурвалжийн хувьд энэ нь бүрэн үнэн биш юм. Бодит гэрлийн эх үүсвэр нь цэг биш тул ижил фазын гадаргуу нь бодит гэрлийн эх үүсвэрийн дотор байрлах одоогийн ялгаруулж буй гэрлийн эх үүсвэрийн чиглэлтэй перпендикуляр цаг мөч бүрт үлдэж, бага зэрэг эргэлддэг. Тэнцүү фазын гадаргуугийн эргэлт нь гэрлийн эх үүсвэрийн нэг эсвэл өөр цэгээс ажиглалтын цэг рүү ирдэгтэй холбоотой юм. Дараа нь ийм псевдо долгионы гадаргуу дээр долгион нь интерференцийн хэв маягийг өгч чадах хоёрдогч эх үүсвэрүүд байдаг гэж үзвэл когерентийн радиусыг өөрөөр тодорхойлж болно. Когерент гэж үзэж болох псевдо долгионы гадаргуу дээрх хоёрдогч эх үүсвэрүүд нь радиус нь когерентийн радиустай тэнцүү тойрог дотор байрладаг. Когерентийн диаметр нь псевдо долгионы гадаргуу дээрх цэгүүдийн хоорондох уялдаатай гэж үзэж болох хамгийн их зай юм.

Юнгигийн туршлага руу буцъя (Лекц 3.6). Энэ туршилтанд хөндлөнгийн тодорхой загварыг олж авахын тулд хоёр ангархай хоорондын зайг хийх шаардлагатай Сба когерентийн диаметрээс хэтрээгүй. Нөгөөтэйгүүр, (3.7.7)-аас харахад эх үүсвэрийн өнцгийн хэмжээ багасах тусам интерференцийн радиус (мөн үүний дагуу диаметр) нэмэгддэг. Тийм ч учраас d-үүр хоорондын зай ба ба б-эх үүсвэрийн хэмжээ Сурвуу хамааралтай b·d ≤ l.(3.7.8)