Fandom

Math Wiki

Interferență

1.029pages on
this wiki
Add New Page
Comments0 Share

Ad blocker interference detected!


Wikia is a free-to-use site that makes money from advertising. We have a modified experience for viewers using ad blockers

Wikia is not accessible if you’ve made further modifications. Remove the custom ad blocker rule(s) and the page will load as expected.

Wavepanel.png

Interferenta este fenomenul de suprapunere a doua sau mai multe unde coerente intr-o anumita zona din spatiu ducand la obtinerea unui tablou stationar de maxime si minime de interferenta.

Deosebiri intre interferenta undelor mecanice si cea a luminii

Interferenta undelor electromagnetice din domeniul vizibil, ca si in cazul undelor mecanice, consta in suprapunerea a doua sau mai multe unde intr-o zona spatiala.

Insa in cazul undelor mecanice, rezultatul interferentei se apreciaza in functie de amplitudinea undei rezultante in acel punct, iar in cazul luminii, rezultatul interferentei se apreciaza dupa intensitatea luminoasa in punctul respectiv.


Pentru a obtine un fenomen de interferenta stationara, undele trebuie sa aiba aceeasi frecventa si sa fie coerente, adica sa aiba o diferenta de faza constanta.

Undele coerente sunt undele între care exista relatii constante în timp ( diferenta de fază, amplitudinea), iar fenomenul de interferenta se poate observa tot timpul. De gradul de coerenta al undelor care interfera depinde stationaritatea si contrastul tabloului de interferenta.


Metode de obtinere a undelor coerente existente

Obtinerea undelor coerente pentru realizarea interferentei se face separand din fluxul luminos emis de o sursa monocromatica douafascicule de lumina care ulterior se suprapun din nou in zona de interferenta. In acest scop se utilizeaza numeroase dispozitive, care se încadreaza în doua metode:

- metoda divizarii frontului de unda ( exemplu: dispozitivul lui Young);

- metoda divizarii amplitudinii (exemplu: lama cu fete plan paralele)


Metode de obtinere a undelor coerente cunoscute

Unul din procedeele de obtinere a undelor coerente este cel prin care radiatia emisa de un izvor punctiform este divizata in doua parti, iar cele doua parti se intalnesc din nou intr-un punct. In acest caz undele care interfera provin din aceeasi unda initiala. Acesta este procedeul de obtinere a undelor, prin divizarea frontului de unda.

Izvoarele coerente prin divizarea frontului de unda se pot realiza in optica prin:

a) formarea a doua imagini ale aceluiasi izvor luminos;

b) intrebuintarea izvorului si a unei imagini a sa;

In acest scop se concep si se folosesc diferite dispozitive experimentale.Doua dintre cele mai reprezentative dispozitive de acest tip sunt: oglinzile Fresnel si bilentilele Billet.

Figurile de interferenta obtinute astfel sunt foarte fine numai daca izvoarele sunt punctiforme, franjele de interferenta fiind nelocalizate.

Un fascicul de lumina poate fi, de asemenea, divizat cu una sau mai multe suprafete reflectatoare, de pe care o parte de lumina se reflecta, iar alta parte se transmite cu intensitatile corespunzatoare.

Cum intensitatea luminii este o masura a patratului amplitudinii spunem ca undele coerente se obtin, in acest caz, prin divizarea amplitudinii.

Aceste unde se pot obtine si de la izvoare mai intinse, iar efectele de interferenta pot fi chiar mai intense, decat in cazul undelor coerente, obtinute prin divizarea frontului de unda. De altfel, in practica se folosesc izvoare mai mult sau mai putin intinse.


Factori care influenteaza figura de interferenta In anumite puncte din spatiu se vor forma zone cu aceeasi valoare a intensitatii rezultante numite franje de interferenta. Franjele pot fi de minim sau de maxim, în functie de valoarea amplitudinii rezultante. Alti factori de care depinde figura de interferenta sunt:

  • lungimea de unda (culoarea) a sursei de lumina
  • intensitatea luminoasa a sursei de lumina
  • distanta intre fante (in cazul disp. Young)
  • distanta intre fante si ecran (in cazul disp. Young)
  • distanta intre fante si sursa (in cazul disp. Young)

Interfranja - franjele de interferenta

Interfranja reprezinta distanta intre doua benzi luminoase, respectiv doua benzi intunecoase.

Franja de interferenta reprezinta curba care uneste punctele de maxim, respectiv punctele de minim. Se deosebesc doua feluri de franje (nelocalizate si localizate). In cazul franjelor nelocalizate, se obtine o dedublare a unuia si aceluias izvor(sursa) sau utilizarea unui izvor impreuna cu o imagine a sa.

Se pot obtine fraje de interferenta localizate, fie la infinit (ex. franjele Haidinger, care sunt inele de inalta tensiune), fie pe o placa (in cazul lamei cu fete plan paralele). Forma franjelor poate fi de inele (ex. inelele lui Newton) sau de linii paralele.


Două sau mai multe unde luminoase se pot suprapune într-un anumit loc din spaţiu. Dacă intensitatea în domeniul de suprapunere variază trecând prin maxime şi minime se spune că se produce interferenţă. Pentru explicarea condiţiilor de producere a interferenţei trebuie să ţinem seamă că la suprapunerea undelor se adună elongaţiile câmpurilor fiecărei unde (şi nu intensităţile lor).

Undele, care în acest caz interferă, se numesc coerente iar sursele care le emit sunt de asemenea coerente. Sursele reale de lumină nu sunt surse coerente ( excludem aici sursele laser). Radiaţia emisă de aceste surse rezultă în urma tranziţiilor care au loc în atomii constituenţi; aceştia emit independent unul de altul, fără nici o corelaţie între ei, orientarea vectorilor câmp electric fiind haotică.

Obţinerea undelor coerente pentru realizarea interferenţei se face separând din fluxul luminos emis de o sursă monocromatică două fascicule de lumină care ulterior se suprapun din nou în zona de interferenţă. In acest scop se utilizează numeroase dispozitive, care se încadrează în două metode:

- metoda divizării frontului de undă ( exemplu: dispozitivul lui Young);

- metoda divizării amplitudinii (exemplu: lama cu feţe plan paralele).

Dispozitivul lui Young constă dintr-o sursă de lumină monocromatică ( un bec cu incandescenţă, având un filtru în faţa sa) urmat de un paravan prevăzut cu două fante dreptunghiulare şi paralele S1 şi S2 şi apoi un ecran pe care se observă interferenţa. Conform principiului lui Huygens, punctele de pe frontul de undă care atinge fantele emit noi unde, cele două fante devenind surse coerente, deoarece undele emise de ele provin de pe aceeaşi suprafaţă de undă.(fig. 1).

Interferenta fig. 1.png

Fig. 1

Fie d distanţa dintre fante, r_1 \! şi r_2 \! distanţele de la fante până la un punct oarecare de pe ecranul aflat la distanţa D de paravan. Se observă că intensitatea luminoasă va fi maximă în punctul P atunci când diferenţa de drum r_2-r_1= 2m \frac{\lambda}{2}, \! unde m = 0; \pm 1; \pm 2; \!... şi va fi minimă (în acest caz, nulă) când diferenţa de drum r_2-r_1= (2m+1)\frac{\lambda}{2}. \!

Ca rezultat al interferenţei, pe ecran vor apare franje luminoase alternând cu altele întunecoase (maxime şi minime) paralele cu fantele. Distanţa dintre două franje luminoase (întunecoase) succesive se numeşte interfranjă. Distanţa x_m \! a franjei luminoase de ordinul m faţă de planul de simetrie al dispozitivului se poate determina observând că \tan \alpha = \frac{x_m}{ D} \! şi Nu s-a putut interpreta (eroare lexicală): \sin \alpha = \frac{(r_2 − r_1) }{d} = \frac{m \lambda }{ d} . \!

Dar cum unghiul \alpha \! este mic: \tan \alpha \cong \sin \alpha, \! se obţine:

x_m= \frac{mD \lambda}{d} \!   (1)

Interfranja este distanţa dintre două maxime succesive:

i=x_{m+1}-x_m = \frac{D \lambda}{d} \!   (2)
Interferenta fig. 2.png

Fig. 2

Interferenta undelor 1.png Interferenta undelor 2.png Interferenta undelor 3.png Interferenta undelor 4.png Interferenta undelor 5.png Interferenta undelor 6.png Interferenta undelor 7.png Interferenta undelor 8.png Interferenta undelor 9.png Interferenta undelor 10.png Interferenta undelor 11.png


Vezi şi Edit


Resurse Edit

Also on Fandom

Random Wiki