Interferents

Kui koherentsed lained kattuvad, liituvad nende hetkelised amplituudid algebraliselt. Suhteline faas määrab, kas tulemus tugevneb, nõrgeneb või jääb vahepealseks. Interferents ei hävita energiat; energia jaotub ruumis ümber.

Interferentsφ = 2πδ/λ
Superpositsioon ja faas. Lineaarses süsteemis y=y₁+y₂. Kahe sama sagedusega siinuslaine korral tähendab φ=0 samafaasilisust ja φ=π vastasfaasilisust.

Superpositsioon ja faas

Lineaarses süsteemis y=y₁+y₂. Kahe sama sagedusega siinuslaine korral tähendab φ=0 samafaasilisust ja φ=π vastasfaasilisust.

Võrdsete amplituudidega võivad vastasfaasilised lained lokaalselt täielikult kustuda. Eri amplituudide korral jääb jääkamplituud.

Teepikkuse erinevus

Kui koherentsed allikad alustavad samas faasis, tekib konstruktiivne interferents δ=mλ korral ja destruktiivne δ=(m+1/2)λ korral.

Seos φ=2πδ/λ teisendab teepikkuse erinevuse faasinihkeks. Algfaasi erinevus tuleb eraldi juurde arvestada.

Tulemus

Tulemus:

Intensiivsus

Kahe laine puhul I=I₁+I₂+2√(I₁I₂)cosφ. Kui I₁=I₂=I₀, siis I=4I₀cos²(φ/2).

Konstruktiivses maksimumis kahekordistub välja amplituud, kuid intensiivsus neljakordistub, sest I∝A².

InterferentsI = I₁ + I₂ + 2√(I₁I₂) cos φ
Teepikkuse erinevus. Kui koherentsed allikad alustavad samas faasis, tekib konstruktiivne interferents δ=mλ korral ja destruktiivne δ=(m+1/2)λ korral.

Youngi kaks pilu

Piluvahe a ja kauge ekraani D korral δ≈a sinθ≈ax/D. Heledad vöödid vastavad δ=mλ.

Väikeste nurkade korral Δx≈λD/a. Suurem λ või D suurendab vöötide vahet, suurem a vähendab seda.

Koherentsus

Püsiva mustri jaoks peavad sagedused olema samad või väga lähedased ja suhteline faas piisavalt stabiilne. Kaks sõltumatut lampi ei anna tavaliselt püsivaid vööte.

Ajalisel ja ruumilisel koherentsusel on piirid, mis määravad kasutatava teepikkuse erinevuse ja allika mõõtmed.

Energia jäävus

Tume vööt ei tähenda energia kadumist. Muudes kohtades suureneb intensiivsus nii, et kogu võimsus säilib, kui seda õigesti üle ruumi integreerida.

Lokaalne kustumine on väljade või nihke superpositsioon, mitte füüsilise energia hävimine.

Difraktsioonienvelop ja koherents

Reaalses kahe pilu katses moduleerib pilude enda difraktsioon laia ümbrikuna kitsamaid interferentsivööte. Seetõttu ei ole kõik heledad vöödid sama tugevad.

Kui teepikkuse erinevus ületab allika koherentsipikkuse, muutub suhteline faas kiiresti ja nähtav kontrast kaob.

Lahendatud näide

Teepikkus

δ=1,20 m, λ=0,60 m

Lahendus

δ=2λ: konstruktiivne

Young

λ=600 nm, D=2,0 m, a=0,50 mm

Lahendus

Δx≈2,4 mm