Փուլային տարբերություն ընդդեմ ուղու տարբերություն
Փուլային տարբերությունը և ճանապարհի տարբերությունը երկու շատ կարևոր հասկացություններ են օպտիկայի մեջ: Այս երևույթները նկատվում են լույսի ալիքային մոդելի խնդիրների վրա, որն ընդունում է լույսը որպես շրջող ալիք: Երկուսն էլ ուղու տարբերությունը և փուլային տարբերությունը շատ կարևոր են, երբ խոսքը վերաբերում է այնպիսի երևույթների բացատրությանը, ինչպիսիք են Յանգի կրկնակի ճեղքվածքի փորձը, մեկ ճեղքվածքի դիֆրակցիան, Նյուտոնի օղակները, բարակ թաղանթի միջամտությունը, Ֆրենելի կրկնակի հայելու փորձը, Ֆրենելի դիֆրակցիան, դիֆրակցիոն ցանցերը և գոտիների թիթեղները:. Այս երևույթներն ունեն նաև այնպիսի կիրառություններ, ինչպիսիք են Կորնու պարույրը և Ֆրենելի բիպրիզմը։Այս հոդվածում մենք պատրաստվում ենք մանրամասնորեն քննարկել, թե որոնք են փուլային տարբերությունը և ուղու տարբերությունը, և դրանց նշանակությունը, կիրառությունները և տարբերությունները:
Փուլային տարբերություն
Փուլային տարբերությունը հասկանալու համար նախ պետք է հասկանալ, թե ինչ է «փուլը»: Ճանապարհորդող ալիքը կարող է սահմանվել օգտագործելով Y(x)=A sin (ωt – kx) հավասարումը, որտեղ Y(x)-ը y առանցքի վրա տեղաշարժն է x կետում, A-ն ալիքի ամպլիտուդն է, ω-ն անկյունային հաճախականությունն է: ալիքի, t-ը ժամանակն է, k-ն ալիքի վեկտորն է կամ երբեմն կոչվում է ալիքի համար, x-ը x առանցքի վրա գտնվող արժեքն է: Ալիքի փուլը կարելի է մեկնաբանել մի քանի կերպ. Ամենատարածվածն այն է, որ դա ալիքի (ωt – kx) մասն է: Կարելի է տեսնել, որ t=0 և x=0 դեպքում փուլը նույնպես 0 է: ωt-ը ալիքի աղբյուրի կատարած ընդհանուր պտույտների թիվն է, երբ ժամանակը t է, (ωt – kx) աղբյուրի ընդհանուր անկյունն է: վերածվել է. Փուլային տարբերությունը օգտակար է միայն այն դեպքում, երբ խոսքը վերաբերում է նույն հաճախականության ալիքներին: Ֆազային տարբերությունը ցույց է տալիս, թե որքանով է ալիքը հետամնաց կամ տանում մեկ այլ ալիքի նկատմամբ:Եթե երկու ալիքներ խանգարում են, և դրանց փուլային տարբերությունը զրոյական է, ապա ստացված ալիքի ամպլիտուդը երկու հարվածող ալիքների ավելացումն է. եթե փուլային տարբերությունը 180° է կամ π ռադիան, արդյունքը երկու ամպլիտուդների միջև հանումն է։
Ճանապարհի տարբերություն
Երկու ալիքների ուղու տարբերությունը կարելի է բաժանել երկու կատեգորիայի: Առաջինը ֆիզիկական ուղու տարբերությունն է, իսկ երկրորդը՝ օպտիկական ուղու տարբերությունը: Ֆիզիկական ուղու տարբերությունը երկու ալիքների անցած երկու ուղիների միջև չափված տարբերությունն է: Օպտիկական ուղու տարբերությունը յուրաքանչյուր ուղու տարրի ավելացումն է՝ բազմապատկված այն միջավայրի բեկման ինդեքսով, որում գտնվում է ուղու տարրը: Այն մաթեմատիկորեն կարող է նշանակվել որպես n(x) dx-ի ինտեգրալ:
Ո՞րն է տարբերությունը ուղու տարբերության և փուլային տարբերության միջև:
– Ե՛վ ուղու տարբերությունը, և՛ փուլային տարբերությունը հավասարապես նպաստում են արդյունքի ալիքի տեղաշարժին:
– Ուղու տարբերությունը տեղի է ունենում յուրաքանչյուր երթուղու անցած երթուղու և միջավայրի բեկման ինդեքսների տարբերության պատճառով, մինչդեռ փուլային տարբերությունը հիմնականում տեղի է ունենում ալիքների փուլային ինվերսիայի պատճառով, երբ տեղի է ունենում կոշտ արտացոլում:
– Ճանապարհի տարբերությունը չափվում է մետրերով, մինչդեռ փուլային տարբերությունը անկյուն է, որը չափվում է ռադիաններով կամ աստիճաններով:
