Arotau - he ... ngaru marama pipiri. arotau pae tino

A feruri i te tohatanga poipoi i roto i te wāhi. Arotau - he mehua o te ine i waenga i ona wāhanga, whanganga i ngā rerekē. Tei poipoi arotau i te āhuatanga o tona pūtake.

E rua ngā momo o te arotau

Kia whakaaro o te tauira ohie. A feruri na e rua manu, maranga, me te hinga i runga i te mata wai. Me kī e te puna poipoi he anake te rakau i harmonically rumakina, ka nekehia atu i te wai whawhati mata marino o te mata wai. Ko te kupu i reira ko te ine tino i waenganui i nga nekehanga o nga taritari e rua. e kore e taea e ratou te neke ake, me te heke iho ïa i roto i te wāhanga, ina haere tetahi ki runga, te atu ki raro, engari he tamau i roto i te wa i te rerekētanga wāhanga i waenganui i nga tūranga o te taritari e rua. Harmonically hua pūtake wāhi kōpiupiu tino poipoi pipiri.

A, no te whakaahua i te arotau o te ngaru marama, te wehewehe i ona momo e rua - mokowā, me te pae tino.

E pā ana te arotau ki te kaha o te marama ki te whakaputa i te tauira raweketia. Ki te kawea e rua ngaru marama tahi, a kahore ratou e hanga ngā wāhi o nui haere, ka heke wherikotanga, kua karangatia e ratou incoherent. Ki te hua ratou "pai" tauira pokanoa (i roto i te tikanga o oti wāhi pokanoa kino), he tino mārama ratou. Ki te hanga e rua ngaru "iti iho i te tino" pikitia, kua whakaaro te reira e e ratou wāhanga pipiri.

Michelson interferometer

Arotau - he āhuatanga e te pai faataa e te whakamātau.

I roto i Michelson interferometer te marama i te S pūtake (e ai hei tetahi o: te ra, whetu, taiaho ranei) te whakahaua ki te whakaata M āhuapūataata _0, e tohu 50% o te marama ki te whakaata M ₁ me whakawhiti 50% ki whakaata M _2. kitea te kurupae i ia o nga whakaata hoki ki M _0, ka kitea rite te wahi o te marama i te M ₁ me M _{2 e} ngā ka matapae ki runga i te B. mata e taea te whirihora i te pūrere mā te huri i te tawhiti i te whakaata M ₁ ki te Kairitu kurupae.

Michelson interferometer tino hanumi te kurupae ki te wā-roa putanga o tona ake. Te marama e haere i runga i te ara ki te whakaata M ₁ kua ki te haere i te tawhiti i runga i te 2d neke atu i te kurupae e neke te M whakaata _2.

Ko te wa roa, me te arotau

He aha te kitea i runga i te mata? A, no te d = 0 taea te kite i te maha o rawa mārama taniko raweketia. A, no te nui haere d te, riro te ropu iti korerotia: riro nga wāhi pouri te anaanaraa, me te marama - dimmer. I te pae hopea, no te d rawa nui, nui rawa te tetahi uara tino o D, te marama me te mowhiti pouri ngaro rawa, ka mahue i te rākau anake.

Oia mau, e kore e taea e te mara marama pokanoa ki te wā-roa putanga o iho, ina he nui noa te roa te wā. Distance 2D - ko reira te roa arotau: he kitea pānga pokanoa anake, no te te rerekētanga i roto i te ara iti iho i tenei tawhiti. Ka taea te tahuri i tēnei uara i roto i t _c tona wehenga i te tere o te marama c: t _c = 2D / c.

ine Michelson whakamātau te arotau pae tino o te ngaru marama: tona kaha ki te pokanoa ki te putanga roa o iho. He pai-ähuareka taiaho t _c = 10 ^-4 s, l _c = 30 km; marama tātarihia i te wera t _c = 10 ^-8, l _c = 3 m.

Arotau me te wā

arotau pae tino - te mehua o te faatanoraa i waenganui i nga wāhanga o te ngaru marama i ngā ngā haere te aronga whakatö.

Kī pūtake E faatae mai te roangaru o λ me λ ± Δλ, e i etahi wāhi i roto i te wāhi ka pokanoa i te tawhiti l _c = λ ² / (2πΔλ). Hea l _c - roa te arotau.

tautuhia te wāhanga o te tohatanga poipoi i roto i te aronga x te rite = f kx - ωt. Ki te whakaaro tatou ngaru Figure i roto i te wāhi i te wā t i te tawhiti l _c, te rerekētanga wāhanga i waenganui i nga pere e rua poipoi k ₁ me te k _2, e te hunga i roto i te wāhanga i x = 0 he rite ki Δφ = l _c (k ₁ - k _2). A, no te Δφ = 1, ranei Δφ ~ 60 °, he kore te marama pipiri. Raweketia me te ttara i te pānga nui i runga i te taa.

Ko te kupu:

• 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).

haere te ngaru i roto i te wāhi ki te tere c.

Ko te wa arotau t _c = l _c / s. Mai λf = c, ka Δf / f = Δω / ω = Δλ / λ. Ka taea e tatou te tuhituhi

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

Ki te he matau roangaru auau o te whakatö o puna marama ranei, he reira taea ki te tātai l _c me t _c. E kore e taea ki te mau i te tauira pokanoa whiwhi e wehewehe i te kaha tīwera, pērā i whakararu kiriata angiangi, ki te he tino nui atu l _c te rerekētanga ara _whatu.

pūtake arotau pae tino ta Black.

Arotau me te wāhi

arotau mokowā - te mehua o te faatanoraa i waenganui i nga wāhanga o te ngaru marama i roto i ngā rerekē hake ki te aronga o te whakatö.

A, no te te Ihowa tawhiti i te kanotahi waiariki (rārangi) pūtake nei rārangi āhuatanga o te tikanga o δ, nga i'ai e rua kei i te tawhiti nui atu d _c = 0,16λL / δ, kore hua te tauira pokanoa mōhiotia. πd _c ^2/4 ko te rohe o te puna te arotau.

Ki te i te wa e kite t te puna o δ whanui, tikanga hāngai tawhiti L i te mata, ka taea e te mata kite nga ngā rua (P1 ko P2), wehea e te tawhiti d. Ko te mara hiko i roto i te P1 me P2 tohu te superposition o nga mara hiko o te ngaru tukuna e ngā katoa o te pūtake, te radiation kore e nei hono ki tahi i te tahi. Ki ngaru hiko putanga P1 me P2, te hanga i te tauira pokanoa mōhiotia i roto i te superposition P1 me kia kia P2 i wāhanga.

huru arotau

ngaru marama itehia i e nga taha e rua o te puna, i etahi wāhi o te wā t i tika te tetahi rerekētanga wā i roto i te pokapū i waenganui i rua ngā. Ko te kurupae e haere mai ana i te mata i mahue o te δ ki te P2 wāhi ki te haere i runga i d (sinθ) / 2 tata atu i te kurupae ahu ki te pokapū. Ko te poroāwhio o te kurupae e haere mai ana i te mata matau o te δ ki te tohu P2, haere i runga i te ara d (sinθ) / 2 iti. Ko te rerekētanga i roto i te tawhiti haere hoki kurupae e rua e d · sinθ me tohu te rerekētanga takanga Δf '= 2πd · sinθ / λ. Hoki te tawhiti i P1 ki P2 haere te mua poipoi, whiwhi tatou Δφ = 2Δφ '= 4πd · sinθ / λ. Ko te ngaru tukuna e nga taha e rua o te puna, kei roto i te wāhanga ki P1 i te wā t me he i roto o te wāhanga i roto i te rohe 4πdsinθ / λ i P2. Mai sinθ ~ δ / (2R), ka Δφ = 2πdδ / (Lλ). A, no te Δφ = Δφ ~ 1 ranei 60 °, te marama kei te kore whakaaro pipiri.

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

Ko te arotau mokowā o mea homogeneity wāhanga wavefront.

Ko te rama aano atu te tauira o te puna te marama incoherent.

Ka taea te whiwhi te marama pipiri i te puna o te radiation incoherent, ki te waiho tatou te nuinga o te radiation. whakamana te tātari mokowā tuatahi te ki ake i te arotau mokowā, me te tātari ka spectral mō te arotau pae tino nui.

raupapa Fourier

poipoi Sinusoidal rererangi tino pipiri i roto i te wāhi me te wa, me tona roa o te wā me te wāhi te arotau e kore e mutu. He ngātere ngaru tonu mo te wā wa tahuti, a he mutunga hāngai ki to ratou aronga o te whakatö tūturu ngaru katoa. Pāngarau, kua whakaahuatia ratou e te pānga wā. Hei kitea te iarere reira i roto i te ngātere ngaru, me te mo te whakatau i te roa te arotau Me Δω ki te tātari mahi kore-wā.

E ai ki a Fourier tātari, e taea te whakaaro te ngaru wā noho rite te superposition o ngaru sine. tikanga Fourier kōtuitanga e superposition o te plurality o ngaru sinusoidal taea ki te whiwhi i tētahi pukangaru wā noho.

tatauranga kōrero

Ka taea te whakaaro arotau ariā rite te hononga o te ahupūngao me te tahi atu mau ihi, mai te mea te reira i te hua o te hanumi o te ariā hiko me tatauranga, me te rehe tauanga ko te uniana o nga rehe tatauranga. whakamahia te ariā te ki te ine i te āhuatanga me ngā pānga o rerekē matapōkere i runga i te whanonga o ngā āpure marama.

Ko te tikanga e kore e taea ki te ine i tika rerekē o te parae poipoi. Takitahi "piki me ngā heke" kore e taea te kitea te marama kitea tika, ara ranei ki te mea mātanga: tona auau ko āhua nuku ¹⁵ oscillations ia te rua. Ka taea e anake e koe te ine i te toharite.

Taupānga o te arotau

Ka taea te takina Hononga o ahupūngao me ētahi atu pūtaiao hei tauira o te arotau i roto i te maha o ngā tono. Wāhanga e iti pāngia e te arepurepuraa kōhauhau, e hanga pai ratou mo kōrero taiaho mara pipiri. Kei te whakamahia hoki ratou i roto i te ako o ngā tauhohe hononga taiaho-piri: he whakaiti o pānga raweketia ārahi ki "maeneene" te mahi o te kurupae i runga i te ūnga thermonuclear. whakamahia te arotau i roto i ngā ki te whakatau i te rahi me te tohatoha o ngā pūnaha ā-rua whetu.

Arotau o ngaru marama e whai wāhi nui i roto i te ako o te quantum me mara puāwaitanga. I roto i te 2005, ka Roy J. Glauber tetahi o nga toa o te Nobel i Physics mo tona takoha ki te ariā aronui o te arotau whatu.