Použití rušení, interference v tenkém filmu

Dnes budeme hovořit o aplikaci zásahu do vědy a každodenního života, odhalíme fyzický význam tohoto jevu a vyprávíme o historii jeho objevu.

Definice a distribuce

Předtím, než mluvíme o významu fenoménu v přírodě a technologii, je třeba nejprve definovat definici. Dnes uvažujeme o fenoménu, který žáci školy studují ve výuce fyziky. Proto před popisem praktického použití rušení se obraťte na učebnici.

Nejprve je třeba poznamenat, že tento jev platí pro všechny typy vln: pro ty, které se vyskytují na povrchu vody nebo při výzkumu. Takže rušení je zvýšení nebo snížení amplitudy dvou nebo více koherentních vln, k nimž dochází, pokud se vyskytují v jednom bodě v prostoru. Maxima v tomto případě se nazývají antinodes a minima se nazývají uzly. V této definici se objevují některé vlastnosti oscilačních procesů, které se objeví později.

Obraz, který je získán v důsledku superpozice vln na sobě (a tam může být hodně), závisí pouze na fázovém rozdílu, ve kterém oscilace přicházejí na jeden bod v prostoru.

Světlo je také vlna

K tomuto závěru vědci přišli již v šestnáctém století. Základy optiky jako vědy položil světoznámý anglický vědec Isaac Newton. Byl to ten, kdo poprvé uvědomil, že světlo se skládá z určitých prvků, jejichž počet určuje jeho barvu. Vědec objevil fenomén rozptylu a lomu. A jako první pozoroval zásah světla na čočky. Newton zkoumal takové vlastnosti paprsků jako úhel refrakce v různých prostředích, dvojitý lom, polarizace. K němu patří zásluha první aplikace zásahu vln ve prospěch lidstva. A to byl Newton, který si uvědomil, že kdyby nebylo lehké zaváhání, neukázal by všechny tyto vlastnosti.

Vlastnosti světla

Vlnové vlastnosti světla zahrnují:

1. Vlnová délka. To je vzdálenost mezi dvěma sousedními maximami jedné oscilace. Jedná se o vlnovou délku, která určuje barvu a energii viditelného záření.
2. Frekvence. Toto je počet plných vln, které se mohou vyskytnout za jednu sekundu. Hodnota je vyjádřena v Hertzu a nepřímo úměrná vlnové délce.
3. Amplituda. Toto je "výška" nebo "hloubka" oscilace. Hodnota se mění přímo s rušením dvou kmitů. Amplituda ukazuje, kolik elektromagnetického pole bylo pobouřeno, aby generovalo tuto konkrétní vlnu. Nastavuje také intenzitu pole.
4. Fáze vlny. Toto je část fluktuace, která se dosáhne v daném časovém okamžiku. Pokud se dvě vlny setkají v jednom bodě s interferencí, pak jejich fázový rozdíl bude vyjádřen v jednotkách pi-.
5. Elektromagnetické záření se stejnými vlastnostmi se nazývá koherentní. Koherence dvou vln implikuje konstantnost jejich fázového rozdílu. Přírodní zdroje takového záření neexistují, jsou vytvářeny pouze umělými prostředky.

Aplikace první - vědecké

Sir Isaac hodně a tvrdě pracovali přes vlastnosti světla. Sledoval, jak, jak světelný paprsek se chová při setkání hranolu, válce, desky a lámavé čočky z různých transparentních médií. Jakmile Newton umístit na skleněnou desku, jako skleněné konvexní čočky zakřivené plochy, směřující dolů a průtoku konstrukční paralelní paprsky. V důsledku středu čočky radiálně rozcházely světlé a tmavé kruhy. Vědec myslet, že takový jev lze pozorovat pouze v případě, že s ohledem existuje periodické vlastnost, že někde zhasne světlo, ale někde naopak, posiluje ho. Vzhledem k tomu, že vzdálenost mezi prstenci, je závislá na zakřivení čočky, Newton by přibližně vypočítat kolísání vlnové délky. To znamená, že anglický vědec, nejprve našel konkrétní uplatnění jevu interference.

Zasahování do štěrbiny

Další studie vlastností světla vyžadovala formulaci a provádění nových experimentů. Zaprvé, vědci se naučili, jak vytvářet koherentní paprsky z poměrně různorodých zdrojů. K tomu bylo tok ze svítidla, svíčky nebo slunce rozdělen na dvě pomocí optických zařízení. Například, když paprsek dopadne na skleněnou desku pod úhlem 45 stupňů, pak je část jejího lámání přechází a část se odráží. Pokud objektivy a hranoly vytvářejí tyto toky paralelně, jejich fázový rozdíl bude konstantní. A že v experimentech světlo nevystupuje z bodového zdroje jako ventilátor, paprsek je paralelní s pomocí objektivu s blízké ostření.

Když se vědci naučili všechny tyto manipulace se světlem, začali studovat fenomén rušení na různých otvorech, včetně úzké štěrbiny nebo několika štěrbin.

Rušení a difrakce

Výše popsané zkušenosti byly možné z důvodu jiné vlastnosti světelné difrakce. Překonání překážky je dostatečně malé, aby se porovnala s vlnovou délkou, a oscilace může změnit směr jejího šíření. Díky tomu se po úzké štěrbině paprsku změní směr šíření a interaguje s paprsky, které nemění úhel sklonu. Používání interference a difrakce proto nelze od sebe oddělit.

Modely a realita

Dosud jsme použili ideální světový model, ve kterém jsou všechny světelné paprsky navzájem paralelní a koherentní. Také v nejjednodušším popisu rušení máme na mysli, že vždy dochází k záření s identickými vlnovými délkami. Ve skutečnosti však všechno není tak: světlo je nejčastěji bílá, skládá se ze všech elektromagnetických kmitů, které Slunce poskytuje. Takže dochází k rušení podle složitějších zákonů.

Tenké filmy

Nejvíce zřejmým příkladem tohoto typu interakce světla je pokles světla na tenký film. Když v městském bazénu je kapka benzínu, povrch přeteká se všemi barvami duhy. A to je důsledek konkrétně rušení.

Světlo padá na povrch filmu, lámá, padá na hranici benzinu a vody, odráží se a znovu se přemýšlí. V důsledku toho se výstup vlny setkává s sebou samým. Takže všechny vlny jsou uhaseny, s výjimkou těch, pro které je splněna jedna podmínka: tloušťka filmu je násobkem poloviční integrální vlnové délky. Na výstupu se oscilace vyskytne sama se dvěma maximami. Pokud je tloušťka povlaku rovna celé vlnové délce, pak maximální bude na výstupu překonáno na minimum a záření se samo zhasne.

Z toho vyplývá, že čím je filtr silnější, tím větší je vlnová délka, která zanechá bez ztráty. Ve skutečnosti tenká fólie usnadňuje izolaci jednotlivých barev z celého spektra a může být použita ve strojírenství.

Photosessions a gadgets

Zvláštní je, že některé interferenční aplikace jsou známé všem ženám módy na světě.

Hlavním úkolem krásné dívky modelu je dobře vypadat před kamerami. Celá brigáda se připravuje na fotografickou schůzku ženských profesionálů: stylista, make-up artist, návrhář oblečení a interiéru, redaktor časopisu. Obtěžující paparazzi mohou čekat na model v ulici, doma, v legračním oblečení a směšném póze, a pak dát obrázky na veřejný displej. Dobré vybavení je však důležité pro všechny fotografy. Některá zařízení mohou stát několik tisíc dolarů. Mezi hlavní charakteristiky takového zařízení bude nutně jasnost optiky. A obrázky z takového zařízení budou velmi kvalitní. Podle toho, a odstraněny bez tréninku hvězda, také nebude vypadat tak neatraktivní.

Brýle, mikroskopy, hvězdy

Základem tohoto jevu je zásah do tenkých vrstev. To je zajímavý a společný jev. A rušení světla se nachází v technologii, kterou někteří lidé drží v rukou každý den.

Lidské oko nejlépe vnímá zelenou barvu. Fotografie krásných dívčích by proto neměly obsahovat chyby přesně v této oblasti spektra. Pokud se na povrch fotoaparátu aplikuje film o určité tloušťce, nebude mít takové zařízení zelenou barvu. Pokud pozorný čtenář někdy zaznamenal takové detaily, měl být zasažen přítomností pouze červených a fialových odrazů. Stejný film se aplikuje na brýle.

Ale pokud to nejde o lidské oko, ale o neprůchodné zařízení? Například by měl mikroskop zaregistrovat infračervené spektrum a dalekohled by měl zkoumat ultrafialové složky hvězd. Pak se aplikuje antireflexní film o jiné tloušťce.