Różnica między dyfrakcją a interferencją

Dyfrakcja i interferencja to dwa zjawiska oparte na zasadzie superpozycji fal. W przeszłości istniało duże rozróżnienie między tymi dwoma zjawiskami, między którymi nie ma zasadniczych różnic. Mianowicie, interferencja jest wynikiem superpozycji miareczkowania dwóch fal, które są synchronicznie miareczkowane z pewną różnicą w fazie. Podczas gdy dyfrakcja jest wynikiem superpozycji i kontinuum fal i / lub źródeł, które są ponownie synchroniczne i mają określone stosunki faz.

Co to jest dyfrakcja?

Pod pojęciem dyfrakcji uważamy wynik superpozycji kontinuum różnych źródeł o identycznej częstotliwości źródeł koherentnych fazowo. Aby uprościć obliczenia, możemy użyć aproksymacji, w której wymiary źródła i / lub apertury, przez którą promieniowanie jest uwalniane, są małe w porównaniu z odległością, przy której uwzględnia się wynik zjawiska dyfrakcji. W obliczeniach okazało się, że zasada Hygensa jest niezwykle pomocna. Zasada Hygensa stanowi, że wszystkie te punkty czoła fali można uznać za źródła fal koherentnie oscylujących. Na przykład, jeśli mamy kurtynę, która zapobiega propagacji fali i wykonujemy na niej mały otwór, wszystkie punkty tej samej fazy między krawędziami otworu są spójnymi źródłami nowej fali. Oczywiście, jeśli pierwotne źródło oscylacji jest wystarczająco dalekie pod względem źródła punktowego (), wówczas punkty połączenia otworów otworu można uznać za synchroniczne źródła oscylacji dla zjawiska dyfrakcji. Siatka dyfrakcyjna (optyczna) jest wykonywana za pomocą szklanej płyty (siatki) z dużą liczbą równoległych łat na równych połączeniach. Siatka dyfrakcyjna służy do wywołania wzoru dyfrakcji światła o wysokiej intensywności. Warunki powstania maksimum i minimum dyfrakcji to:

maksymalna dyfrakcja: dsinφ = n Λ

minimum dyfrakcyjne: dsinφ = (2n + 1) Λ / 2

gdzie d jest stałą siatki dyfrakcyjnej, Λ jest długością fali in - liczba całkowita ma wartości = 1, 2, 3…

Co to jest zakłócenia?

W superpozycji dwóch fal mechanicznych może powstać konstruktywna i destrukcyjna interferencja. W przypadku konstruktywnej interferencji wynikowa amplituda jest większa niż jakakolwiek amplituda pojedynczej fali, która powoduje tę superpozycję, podczas gdy w interferencji destrukcyjnej wynikowa amplituda jest mniejsza niż jakakolwiek amplituda poszczególnych fal, które powodują tę interferencję. Zasadniczo wszelka interferencja z falami światła wzrasta, gdy pole elektromagnetyczne zawierające poszczególne fale zostaje nałożone na powstałą falę. Jeśli obok siebie znajdują się dwie lampy, zakłócenia nie zostaną wykryte, ponieważ fale jednej lampy emitowane są niezależnie od fal drugiej żarówki. Emisje z tych dwóch żarówek nie mają stałej różnicy faz w czasie. Fale świetlne ze zwykłych źródeł, takich jak żarówka, są powodowane przez przypadkowe zmiany o wielkości 10–8 s. W konsekwencji warunki dla konstruktywnej interferencji, destrukcyjnej interferencji lub przerywanego czasu trwania są większe niż sekwencje wielkości 10-8 s. Ponieważ oko nie może obserwować tak krótkich zmian czasu, nie wykryto żadnych zakłóceń. Źródła, w których mamy szybką zmianę różnicy faz, nazywane są niespójnymi. Aby uzyskać trwałą interferencję, którą można zaobserwować, muszą być spełnione następujące warunki: źródło musi być spójne (różnica faz musi być stała, jedna względem drugiej), źródło powinno być monochromatyczne (źródło jednego długość fali). Aby uzyskać stabilny wzór interferencji, musimy mieć fale, między którymi różnica faz jest stała. Na przykład fale dźwiękowe emitowane z dwóch głośników umieszczonych obok siebie podłączonych do jednego wzmacniacza mogą zakłócać się wzajemnie, ponieważ te dwa głośniki są spójne. Jest tak, ponieważ oba głośniki są podłączone do tego samego wzmacniacza, więc ich reakcja na wzmacniacz jest równoczesna. Podstawową zasadą metody uzyskiwania dwóch spójnych źródeł światła jest użycie źródła monochromatycznego na przeszkodzie z dwoma otworami (pęknięciami). Światło, które pojawia się na tych dwóch pęknięciach, jest spójne, ponieważ pochodzi z tego samego źródła.

Różnica między dyfrakcją a interferencją

1) Definicja dyfrakcji i interferencji

Zakłócenia to występowanie zgodności dwóch monochromatycznych spójnych promieni świetlnych, co powoduje maksymalne zwiększenie lub osłabienie natężenia światła.

Dyfrakcja to pojawienie się przesunięcia fali od początkowego kierunku rozciągania (formowania nowych linii propagacji) podczas uderzania w przeszkodę.

2) Warunki dyfrakcji i zakłóceń

Aby mogły wystąpić zakłócenia, źródła fal powinny być spójne i monochromatyczne. ja

W przypadku dyfrakcji fala powinna mieć podobną wielkość jak przeszkoda w barierze.

Dyfrakcja a interferencja: tabela porównawcza

Podsumowanie dyfrakcji i interferencji

• Dyfrakcja jest zjawiskiem często mylonym z interferencją. Zakłócenia wystąpiłyby, gdy dwie fale oddziałują ze sobą, tak że są po prostu podsumowane algebraicznie. Dyfrakcja byłaby przyczyną zakłóceń, ale z istotną różnicą - istnieje tylko jedno źródło fali
• Aby zakłócać fale muszą być spójne - mieć tę samą częstotliwość, ten sam kierunek oscylacji i stałą różnicę faz. W przypadku dyfrakcji rozmiar przeszkody i długość fali światła muszą mieć określony stosunek