Фазова разлика срещу разлика в пътя
Фазова разлика и пътна разлика са две много важни концепции в оптиката. Тези явления се наблюдават в проблемите на вълновия модел на светлината, който приема светлината като пътуваща вълна. И двете, разликата в пътя и фазовата разлика са много важни, когато става дума за обяснение на явления като експеримента на Йънг с двоен процеп, дифракция с единичен процеп, пръстени на Нютон, интерференция на тънък слой, експеримент с двойно огледало на Френел, дифракция на Френел, дифракционни решетки и зонови плочи. Тези явления също имат приложения като спирала на Корню и бипризма на Френел. В тази статия ще обсъдим в дълбочина какво представляват фазовата разлика и разликата в пътя и тяхното значение, приложения и разлики.
Фазова разлика
За да разберете фазовата разлика, първо трябва да разберете какво е „фаза“. Пътуваща вълна може да се дефинира с помощта на уравнението Y(x)=A sin (ωt – kx), където Y(x) е изместването по оста y в точка x, A е амплитудата на вълната, ω е ъгловата честота на вълната, t е времето, k е вълновият вектор или понякога наричан вълново число, x е стойността на оста x. Фазата на вълната може да се тълкува по няколко начина. Най-често срещаният е, че това е (ωt – kx) част от вълната. Може да се види, че при t=0 и x=0 фазата също е 0. ωt е общият брой обороти, които източникът на вълната е направил, когато времето е t, (ωt – kx) е общият ъгъл на източника се обърна. Фазовата разлика е полезна само когато става въпрос за вълни с еднаква честота. Фазовата разлика показва колко една вълна изостава или води по отношение на друга вълна. Ако две вълни се намесват и тяхната фазова разлика е нула, амплитудата на получената вълна е сумата от двете падащи вълни; ако фазовата разлика е 180° или π радиана, резултатът е изваждането между двете амплитуди.
Разлика в пътя
Разликата в пътя на две вълни може да бъде разделена на две категории. Първата е физическата разлика в пътя, а втората е оптичната разлика в пътя. Физическата разлика в пътя е измерената разлика между двата маршрута, поети от двете вълни. Оптичната разлика в пътя е добавянето на всеки елемент от пътя, умножен по индекса на пречупване на средата, в която се намира елементът от пътя. Тя може да бъде математически обозначена като интеграл от n(x) dx.
Каква е разликата между разликата в пътя и фазовата разлика?
– Както разликата в пътя, така и фазовата разлика допринасят еднакво за изместването на резултантната вълна.
– Разликата в пътя възниква поради разликата в изминатия маршрут и индексите на пречупване на средата във всеки маршрут, докато фазовата разлика възниква главно поради фазовата инверсия на вълните, когато възникне силно отражение.
– Разликата в пътя се измерва в метри, докато фазовата разлика е ъгъл, който се измерва в радиани или градуси.
