Interferenţa este fenomenul de suprapunere a două sau mai multe unde coerente într-o anumită zonă din spaţiu ducând la obţinerea unui tablou staţionar de maxime şi minime de interferenţă.
Ce au în comun şi ce diferenţiază interferenţa undelor mecanice de interferenţa luminii?
Dacă în cazul undelor mecanice rezultatul interferenţei se apreciază în funcţie de amplitudinea undei rezultante în acel punct, în cazul luminii, rezultatul interferenţei se apreciază după intensitatea luminoasă în punctul respectiv.
Atât în cazul interferenţei luminii cât şi în cazul interferenţei undelor mecanice, pentru a avea loc acest fenomen, undele utilizate trebuie să fie coerente, adică diferenţa de fază trebuie să fie constantă în timp.
Totodată, atât în cazul undelor mecanice cât şi în cazul celor luminoase, dacă amplitudinea undei rezultante este constantă în timp se spune că interferenţa acestor unde este staţionară.
Atât în cazul interferenţei cu unde mecanice cât şi în cazul interferenţei luminii, se obţine maxim de interferenţă când diferenţa de drum dintre cele două unde este număr par de λ/2 şi minim de interferenţă când diferenţa de drum dintre cele două unde este număr impar de λ/2.
Atunci când vorbim despre interferenţa undelor, fie ele luminoase, fie ele mecanice, la acţiunea concomitentă a acestora nu are loc o însumare a intensităţilor, respective amplitudinilor, ci rezultatele interferenţei sunt date de relaţiile:
A= √A₁²+A₂²+2A₁A₂cos ∆ρ
Ip~ 4E₀²cos²π/λ₀(δ₂-δ₁)
În concluzie, rezultatul ambelor tipuri de interferenţă depinde de:
― lungimile de undă a undelor
― diferenţele de drum dintre unde
― diferenţa de fază dintre oscilaţii.
În ce condiţii se obţine interferenţa staţionară?
Interferenţa este staţionară în punctele din câmpul de interferenţă (amplitudinea rămâne constantă în timp) dacă sursele de unde sunt coerente (diferenţa de fază se menţine constantă în timp). Noua undă este formată din ventre şi noduri care nu se deplasează în timp şi se numeşte undă staţionară.
Câte metode de obţinere de unde coerente cunoaşteţi?
Undele coerente sunt undele între care există relaţii constante în timp (diferenţa de fază, amplitudinea), iar fenomenul de interferenţă se poate observa tot timpul.
Metode de obţinere a undelor coerente existente:
Obţinerea undelor coerente pentru realizarea interferenţei se face separând din fluxul luminos emis de o sursă monocromatică două fascicule de lumină care ulterior se suprapun din nou în zona de interferenţă. În acest scop se utilizează numeroase dispozitive, care se încadrează în două metode:
- metoda divizării frontului de undă (exemplu: dispozitivul lui Young)
- metoda divizării amplitudinii (exemplu: lama cu feţe plan-paralele)
Metode de obţinere a undelor coerente cunoscute:
Unul din procedeele de obţinere a undelor coerente este cel prin care radiaţia emisă de un izvor punctiform este divizată în două părţi, iar cele două părţi se întâlnesc din nou într-un punct. În acest caz undele care interferă provin din aceeaşi undă iniţială. Acesta este procedeul de obţinere a undelor, prin divizarea frontului de undă.
Izvoarele coerente prin divizarea frontului de undă se pot realiza în optică prin:
- formarea a două imagini ale aceluiaşi izvor luminos
- întrebuinţarea izvorului şi a unei imagini a sa
În acest scop se concep şi se folosesc diferite dispozitive experimentale. Două dintre cele mai reprezentative dispozitive de acest tip sunt: oglinzile Fresnel şi bilentilele Billet.
Figurile de interferenţă obţinute astfel sunt foarte fine numai dacă izvoarele sunt punctiforme, franjele de interferenţă fiind nelocalizate.
Un fascicul de lumină poate fi, de asemenea, divizat cu una sau mai multe suprafeţe reflectatoare, de pe care o parte de lumină se reflectă, iar altă parte se transmite cu intensităţile corespunzătoare.
Cum intensitatea luminii este o măsură a pătratului amplitudinii spunem că undele coerente se obţin, în acest caz, prin divizarea amplitudinii.
Aceste unde se pot obţine şi de la izvoare mai întinse, iar efectele de interferenţă pot fi chiar mai intense decât în cazul undelor coerente, obţinute prin divizarea frontului de undă. De altfel, în practică se folosesc izvoare mai mult sau mai puţin întinse.
Care sunt factorii care influenţează forma figurii de interferenţă?
În anumite puncte din spațiu se vor forma zone cu aceeași valoare a intensității rezultante numite franje de interferență. Franjele pot fi de minim sau de maxim, în funcție de valoarea amplitudinii rezultante. Alți factori de care depinde figura de interferență sunt:
- lungimea de undă (culoarea) a sursei de lumină
În fizică, lungimea de undă este un parametru de bază al oricărui fenomen ondulatoriu (undă) care se propagă în spațiu și anume reprezintă distanța parcursă de undă pe durata unei oscilații, ori distanța dintre două puncte din spațiu între care defazajul relativ al oscilațiilor este de 2Ï€ radiani.
- intensitatea luminoasă a sursei de lumină
Intensitatea luminoasă este fluxul luminos emis într-o anumită direcţie de o sursă luminoasă punctuală, raportat la unitatea de unghi solid în care emite sursa.
- distanţa între fante (în cazul dispozitivului Young)
- distanţa între fante şi ecran (în cazul dispozitivului Young)
- distanţa între fante şi sursă (în cazul dispozitivului Young)
Ce este interfranja?
Interfranja reprezintă distanţa între două benzi luminoase, respectiv două benzi întunecoase.
Ce este franja de interferenţă?
Franja de interferenţă reprezintă curba care uneşte punctele de maxim, respectiv punctele de minim.
Se deosebesc două feluri de franje (nelocalizate şi localizate):
- in cazul franjelor nelocalizate, se obţine o dedublare a unuia şi aceluiaşi izvor(sursă) sau utilizarea unui izvor împreună cu o imagine a sa.
- se pot obţine franje de interferenţă localizate, fie la infinit (franjele Haidinger, care sunt inele de înaltă tensiune), fie pe o placă (lama cu feţe plan-paralele).
Forma franjelor poate fi de inele (inelele lui Newton) sau de linii paralele.
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu