Фазалар айырмашылығы мен жол айырмашылығы
Фазалар айырмашылығы мен жол айырымы - оптикадағы өте маңызды екі ұғым. Бұл құбылыстар жарықты жылжымалы толқын ретінде қабылдайтын жарықтың толқындық моделінің есептерінен көрінеді. Янгтың қос саңылаулар тәжірибесі, бір саңылаулар дифракциясы, Ньютон сақиналары, жұқа пленкалық интерференция, Френельдің қос айна тәжірибесі, Френель дифракциясы, дифракциялық торлар және аймақтық тақталар сияқты құбылыстарды түсіндіруге келгенде, жолдар мен фазалар айырмасы өте маңызды.. Бұл құбылыстардың Корну спиралы және Френель бипризмі сияқты қосымшалары бар. Бұл мақалада біз фазалар айырмашылығы мен жол айырмашылығының не екенін және олардың маңызын, қолданылуын және айырмашылықтарын егжей-тегжейлі талқылаймыз.
Фазалық айырмашылық
Фазалар айырмашылығын түсіну үшін алдымен «фаза» деген не екенін түсіну керек. Жылжымалы толқынды Y(x)=A sin (ωt – kx) теңдеуімен анықтауға болады, мұндағы Y(x) – у осі бойынша х нүктесіндегі орын ауыстыру, А – толқын амплитудасы, ω – бұрыштық жиілік толқынның, t - уақыт, k - толқын векторы немесе кейде толқын саны деп аталады, x - x осіндегі мән. Толқынның фазасын бірнеше жолмен түсіндіруге болады. Ең кең таралғаны толқынның (ωt – kx) бөлігі болып табылады. t=0 және x=0 кезінде фаза да 0 болатынын көруге болады. ωt – уақыт t болғанда толқын көзі жасаған толық айналымдар саны, (ωt – kx) көздің толық бұрышы. айналды. Фазалар айырмашылығы бірдей жиіліктегі толқындарға қатысты ғана пайдалы. Фазалық айырмашылық толқынның басқа толқынға қатысты қаншалықты артта қалғанын немесе жетекші екенін көрсетеді. Егер екі толқын кедергі жасаса және олардың фазалық айырмасы нөлге тең болса, онда пайда болған толқынның амплитудасы түскен екі толқынның қосылуы болып табылады; егер фазалар айырмашылығы 180° немесе π радиан болса, нәтиже екі амплитуданың арасындағы шегерім болады.
Жол айырмашылығы
Екі толқынның жол айырмашылығын екі санатқа бөлуге болады. Біріншісі – физикалық жол айырымы, екіншісі – оптикалық жол айырмасы. Физикалық жол айырмасы екі толқын қабылдаған екі бағыт арасындағы өлшенген айырмашылық болып табылады. Оптикалық жол айырмасы - жол элементі орналасқан ортаның сыну көрсеткішіне көбейтілген әрбір жол элементінің қосылуы. Оны математикалық түрде n(x) dx интегралы ретінде белгілеуге болады.
Жол айырымы мен фазалар айырмасының айырмашылығы неде?
– Жол айырмашылығы да, фазалар айырмасы да нәтиже толқынының орын ауыстыруына бірдей ықпал етеді.
– Жол айырмашылығы әр бағыттағы тасымалдағыштың сыну көрсеткіштері мен жүріп өткен жолдың айырмашылығына байланысты болады, ал фазалық айырмашылық негізінен қатты шағылысу кезінде толқындардың фазалық инверсиясына байланысты болады.
– Жол айырмашылығы метрмен өлшенеді, ал фазалар айырмашылығы радианмен немесе градуспен өлшенетін бұрыш болып табылады.
