ליכט ינטערפיראַנס פאָרמולע
ליכט אינטערפערענץ איז א פענאמען וואס פאסירט ווען צוויי אדער מער ליכט כוואליעס טרעפן זיך און אינטעראקטירן איינע מיט די אנדערע, פראדוצירנדיג א מוסטער פון ליכט אינטענסיטעט פארשפרייטונגען וואס קענען פארשטארקן אדער שוואכן איינע די אנדערע. די פענאמען קען באמערקט ווערן אין פארשידענע סיטואציעס, ווי צום ביישפיל דער דאבל-שפאלטן עקספערימענט, דער דין-פילם עקספערימענט, און דער מיכעלסאן אינטערפערענץ עקספערימענט. דער ארטיקל וועט דיסקוטירן די גרונט טעאריע פון ליכט אינטערפערענץ, פארמולעס פארבונדן מיט אינטערפערענץ, און עטלעכע פראקטישע אנווענדונגען אין טעגליכן לעבן.
גרונטלעכע טעאריע פון ליכט אריינמישונג
ליכט אינטערפערענץ פאסירט ווען צוויי קאָהערענטע ליכט כוואַליעס טרעפן זיך. ליכט כוואַליעס ווערן געזאָגט צו זיין קאָהערענט אויב זיי האָבן אַ קאָנסטאַנטע פאַזע חילוק און די זעלבע כוואַליע-לענג. ווען צוויי כוואַליעס טרעפן זיך, איז די גאַנצע אַמפּליטוד ביי יעדן פּונקט די וועקטאָר סומע פון די אַמפּליטודן פון די צוויי כוואַליעס. עס זענען דאָ צוויי הויפּט טייפּס פון אינטערפערענץ:
1. קאנסטרוקטיווע אינטערפערענץ: פאסירט ווען דער שפיץ פון איין כוואַליע טרעפט דעם שפיץ פון אן אנדער כוואַליע, אזוי אז די גאַנצע אַמפּליטוד ווערט גרעסער. קאנסטרוקטיווע אינטערפערענץ פּראָדוצירט העלע געביטן אין דעם אינטערפערענץ מוסטער.
2. דעסטרוקטיווע אינטערפערענץ: פאסירט ווען דער קאפ פון איין כוואַליע טרעפט דעם טאָל פון אן אנדער כוואַליע, וואָס רעזולטירט אין א קלענערער אדער אפילו נול גאַנץ אַמפּליטוד. דעסטרוקטיווע אינטערפערענץ פּראָדוצירט טונקעלע געביטן אין דעם אינטערפערענץ מוסטער.
טאָפּל שפּאַלט ינטערפיראַנס פאָרמולע
איינער פון די קלאַסישע עקספּערימענטן וואָס דעמאָנסטרירט ליכט-אינטערפערענץ איז דער טאָפּל-שפּאַלט עקספּערימענט דורכגעפירט דורך טאמעס יאַנג אין די פרי 19טן יאָרהונדערט. אין דעם עקספּערימענט, ווערט ליכט דורכגעפירט דורך צוויי שכנותדיקע שמאָלע שפּאַלטן, וואָס פּראָדוצירט אַן אינטערפערענץ מוסטער אויף אַ פאַרשטעלן הינטער די שפּאַלטן. די פאָרמולע געניצט צו רעכענען די פּאָזיציעס פון די ליכטיקע און טונקעלע בענדער אין דעם אינטערפערענץ מוסטער איז:
[d \sin \theta = n \lambda \] (פֿאַר העלע בענדער)
[ד \sin \theta = (n + \frac{1}{2}) \lambda \] (פֿאַר טונקעלע בענדער)
וואו:
– ד איז די דיסטאַנץ צווישן די צוויי לעכער.
– θ איז דער ווינקל וואָס ווערט געפֿאָרעמט דורך דער ליניע פֿונעם שפּאַלט ביזן פּונקט אויפֿן עקראַן.
– n איז די סדר פון די ליכטיקע אדער טונקעלע בענדער (n = 0, 1, 2, …).
– λ איז די כוואַליע לענג פון ליכט געניצט.
אריינמישונג פאָרמולע אין דין לייַערס
שטערונג קען אויך פּאַסירן אין דין פילמען, ווי למשל אויל פילמען אויף וואַסער אָדער זייף פילמען. אין די פאַלן ווערט שטערונג געפֿירט דורך ליכט וואָס רעפלעקטירט פֿון די פֿאָדערשטע און הינטערשטע פֿלאַכן פֿון דעם פילם. די גרעב פֿון דעם פילם און דער רעפֿראַקטיווער אינדעקס פֿון דעם מאַטעריאַל באַשטימען די באַדינגונגען פֿאַר קאָנסטרוקטיווע און דעסטרוקטיווע שטערונג. די אַלגעמיינע פֿאָרמולע פֿאַר שטערונג אין דין פילמען איז:
\[ 2t = (m + \frac{1}{2}) \frac{\lambda}{n} \] (פֿאַר קאָנסטרוקטיווע ינטערפֿערענץ)
\[ 2t = m \frac{\lambda}{n} \] (פֿאַר דעסטרוקטיווע אינטערפֿערענץ)
וואו:
– ט איז די גרעב פון די פילם.
– m איז אַ גאַנצע צאָל (0, 1, 2, …).
– λ איז די כוואַליע לענג פון ליכט.
– n איז דער רעפראַקטיווער אינדעקס פון דעם דין פילם.
מיכעלסאָן אינטערפֿעראָמעטער
א מיכעלסאָן אינטערפֿעראָמעטער איז אַ מיטל וואָס ניצט דעם פּרינציפּ פֿון אינטערפֿערענץ צו מעסטן ליכט כוואַליעלענג, רעפֿראַקטיווע אינדעקס ענדערונגען, אָדער אָפּטישע לענג מיט גרויס פּינקטלעכקייט. דער אינטערפֿעראָמעטער באַשטייט פֿון אַ ליכט מקור, אַ האַלב-דורכזיכטיק שפּיגל (שטראַל שפּאַלטער), און צוויי רעפֿלעקטירנדיקע שפּיגלען. ליכט פֿון דער מקור ווערט צעטיילט אין צוויי שטראַלן דורך דעם שטראַל שפּאַלטער, רעפֿלעקטירט דורך די צוויי שפּיגלען, און דערנאָך ווידער קאָמבינירט דורך דעם שטראַל שפּאַלטער צו פֿאָרמירן אַן אינטערפֿערענץ מוסטער.
די גרונט־פאָרמולע געניצט אין דעם מישעלסאָן אינטערפֿעראָמעטער איז:
[דעלטאַ ל = מ לאַמבדאַ]
וואו:
– ΔL איז דער אונטערשייד אין אָפּטישער וועג לענג צווישן צוויי ליכט שטראַלן.
– m איז די צאָל פון אינטערפערענץ בענדס באמערקט.
– λ איז די כוואַליע לענג פון ליכט.
ליכט אריינמישונג אַפּלאַקיישאַנז
ליכט אינטערפערענץ האט פארשידענע פראקטישע אנווענדונגען אין טעגלעכן לעבן און מאדערנער טעכנאלאגיע:
1. פּרעציזיע אָפּטיק: אינטערפֿערענץ ווערט גענוצט אין הויך-פּרעציזיע מעסט-אינסטרומענטן, ווי צום ביישפּיל דער מישעלסאָן אינטערפֿעראָמעטער, צו מעסטן די כוואַליע-לענג פון ליכט, פאַזע-פאַרשיבונג, און גרעב פון דין פילמען.
2. אַנטי-רעפלעקציע באַדעקונגען: ינטערפירענס טעקניקס ווערן גענוצט צו דיזיינען אַנטי-רעפלעקציע באַדעקונגען אויף קאַמעראַ לענסעס און ברילן. די באַדעקונגען רעדוצירן ליכט רעפלעקציע דורך שאַפֿן דעסטרוקטיווע ינטערפירענס.
3. ספּעקטראָסקאָפּיע: אינטערפערענץ ווערט גענוצט אין פאָריער-טראַנספאָרמאַציע ספּעקטראָסקאָפּיע (FTIR) צו אַנאַליזירן דעם ספּעקטרום פון ליכט רעפלעקטירט אָדער טראַנסמיטירט דורך אַ מוסטער.
4. אָפּטישע קאָמוניקאַציע: אין פֿײַבער אָפּטישער טעכנאָלאָגיע, ווערט אינטערפֿערענץ גענוצט צו מעסטן און קאָנטראָלירן די קוואַליטעט פֿון ליכט סיגנאַלן וואָס ווערן טראַנסמיטירט דורך אָפּטישע פֿײַבערס.
5. האָלאָגראַפֿיע: האָלאָגראַפֿיע איז אַ בילדגעבונג טעכניק וואָס ניצט ליכט ינטערפיראַנס צו רעקאָרדירן און רעפּראָדוצירן דריי-דימענסיאָנאַלע בילדער.
בייַשפּיל פון ליכט ינטערפיראַנס פּראָבלעם
כדי צו קלארשטעלן אונדזער פארשטאנד פון ליכט-אינטערפערענץ, לאָמיר קוקן אויף עטלעכע בייַשפּיל-פֿראַגעס:
בייַשפּיל קשיא 1: טאָפּל שפּאַלט ינטערפיראַנס
געגעבן אַז ליכט מיט אַ כוואַליע לענג פון 600 נאַנאָמעטער גייט דורך צוויי שפּאַלטן 0,5 מ״מ באַזונדער, רעכנט אויס דעם ווינקל פֿאַר דער ערשטער העלער באַנד (n=1) אויף דעם עקראַן וואָס איז ווייט פון די שפּאַלטן.
לייזונג:
ניצט די טאָפּל-שפּאַלט ינטערפיראַנס פאָרמולע פֿאַר די העלע באַנדס:
\[ ד \sin \טהעטאַ = n \lambda \]
פאַרבייטן די באַקאַנטע ווערטן:
[0,5 × 10⁻³ סינוס טהעטאַ = 1 × 600 × 10⁻¹]
[ \sin \theta = \frac{600 \times 10^{-9}}{0,5 \times 10^{-3}} \]
\[ \sin \theta = 1,2 \times 10^{-3} \]
[טהעטאַ אַפּפּראָקס אַרקסין (1,2 × 10-3) אַפּפּראָקס 0,069 גראַד]
בייַשפּיל קשיא 2: דין פילם ינטערפיראַנס
א דין פילם מיט א רעפראַקטיוו אינדעקס פון 1,5 און א גרעב פון 300 נאַנאָמעטער ווערט געשטעלט אויף א סאַבסטראַט. רעכנט אויס די כוואַליע-לענג פון ליכט וואָס גייט אונטער קאָנסטרוקטיווע אינטערפערענץ אויב דאָס ליכט פאַלט אַריין פּערפּענדיקולאַר צום פילם.
לייזונג:
ניצט די קאנסטרוקטיווע אינטערפערענץ פאָרמולע אויף דין שיכטן:
[2t = (m + \frac{1}{2}) \frac{\lambda}{n} \]
פֿאַר דער ערשטער קאָנסטרוקטיווער אינטערפֿערענץ (m=0):
[2 × 300 × 10⁻⁶ = 1⁻² × 1,5]
[600 × 10⁻⁹ = ³/³]
\[ \לאַמבדאַ = 1800 \מאַל 10^{-9} \]
\[ \לאַמבדאַ = 600 \טעקסט{ נאַנאָמעטער} \]
קעסימפּולאַן
ליכט אינטערפערענץ איז א וויכטיגע דערשיינונג אין אפטישע פיזיק וואס שפילט א שליסל ראלע אין פארשידענע טעכנאלאגישע אנווענדונגען. דורך פארשטיין די פארמלען וואס זענען פארבונדן מיט ליכט אינטערפערענץ, ווי די וואס ווערן גענוצט אין דעם דאבל-שפאלטן עקספערימענט, דין-פילם אינטערפערענץ, און דעם מיכעלסאן אינטערפעראמעטער, קענען מיר אנאליזירן און נוצן דעם דערשיינונג פאר פארשידענע וויסנשאפטלעכע און טעכנישע צוועקן. דער דערשיינונג העלפט אונז נישט נאר פארשטיין די פונדאמענטאלע נאטור פון ליכט, נאר גיט אויך געצייג פאר אינוואציע אין פארשידענע פעלדער, פון פּרעציזיע אפּטיקס ביז אפטישע קאָמוניקאַציע און האָלאָגראַפֿיע.
