Coherence - هڪ ... coherent نور موج. عارضي coherence

هڪ لهر تارن ۾ ڦهلائڻ گهرجي. Coherence - ان جي منزلن جي وچ ۾ باهمي جو هڪ ماڻ، مختلف جون پوائينٽون تي ماپي. Coherence لهر ان ذريعو جي ڪنڀار تي دارومدار.

coherence جي ٻن قسمن

جي هڪ سادي مثال ويچار ٿا ڪريون. ٻه مجال تصور، چمڪندڙ ۽ پاڻيء جي مٿاڇري تي ڏڪندي. فرض آهي ته سنڌ جي لهر ذريعو فقط لٺ جنهن harmonically بپتسما ۽ پاڻيء جي مٿاڇري جو پاڻي ٽوڙڻ شانت مٿاڇري تان هٽايو آهي. اهڙيء طرح ٻه floats جي تحريڪن جي وچ ۾ هڪ ڀرپور باهمي تعلق نه آهي. اهي مٿي نازل وعن مرحلي ۾، هيٺ پيش ڪري سگهي ٿو نه ۽ جڏهن هڪ کنيو وڃي، ٻي، پر ٻن floats جي موقف جي وچ ۾ مرحلي فرق وقت ۾ مسلسل آهي. Harmonically oscillating نڪتو ذريعو بلڪل ڄمائيندي coherent لهر.

جڏهن ته نور موج جي coherence بيان، ان جي ٻن قسمن ۾ فرق - spatial ۽ دنياوي.

Coherence روشني جي صلاحيت پيدا ڪرڻ لاء وهم هڪ خابرو اداري طرز. ٻه نور موج گڏ کڻي ويا آهن، ۽ اهي وڌي جي علائقن ۾ ٺاهي ۽ ديرو جي ڪمي نه ڪريو، ۽ اھي incoherent سڏيندا آهن. جيڪڏهن اهي "مثالي" خابرو اداري طرز (مڪمل destructive مداخلت علائقن جي احساس ۾) پيدا، اهي ڌريون coherent آهن. ٻه موج ٺاهي ته تصوير "ڀرپور کان گهٽ"، اهو ته اهي جزوي coherent آهن سمجهيو ويندو آهي.

Michelson interferometer

Coherence - هڪ سڄو ته چڱو هڪ آزمائش جي بيان آهي.

هڪ semitransparent ائين م _0، جنهن ائين م ₁ ڏانھن نور جي 50٪ نمائندگي ۽ ائين م ₂ ڏانھن 50٪ transmits تي مدار رکندي هدايت ڪئي _آهي.: Michelson ۾ ذريعو آيس (سج، تارا، يا ليزر جي ڪنهن به ٿي سگهي ٿو جنهن کي) کان نور interferometer جي شعاع واپس ايم ₀ ڪرڻ جي آئينن جي هر کان ڌيان _آهي، ۽ روشني جي برابر حصن م ₁ کان ڌيان ۽ م ₂ ٿيل ۽ هڪ اسڪرين بي جي اوزار جي شعاع splitter کي ائين م ₁ کان فاصلي تي بدلجندڙ جي ترتيب ڪري سگهجي ٿو ڇڏي پروجيڪٽر _آهن.

Michelson interferometer اعتراف پنهنجي جي وقت-دير نسخو سان شعاع آميز. روشني ته ائين م ₁ ڪرڻ جي واٽ تي گذري ٿو ته 2d هڪ شعاع آهي ته ائين م ₂ هلڻ کان وڌيڪ تي پنڌ تي ھلي _آئي.

جنهن جي ڊيگهه ۽ coherence وقت

ڇا جي اسڪرين تي هتان آهي؟ د = 0 تمام واضح مداخلت مسلڪن جي تعداد ۾ ڏسي سگهجي ٿو جڏهن. جڏهن د وڌي رهيو آهي، هن ٽولي گهٽ ياد ٿيندو: اهو سڪو علائقن brighter ٿيڻ، ۽ روشني - dimmer. آخر ۾، تمام وڏو د لاء، د جي ڪجهه تنقيدي قدر کان وڌيڪ، ان جي روشني ۽ سڪو ويڪريون مڪمل طور تي غائب ٿي، صرف هڪ معدوم ٿيندي.

ڏٺل، روشني جي ميدان ۾ پاڻ جي وقت-دير نسخي ۾ مداخلت ڪرڻ نه ٿا ڪري سگهو جڏهن ته ان وقت دير ڪافي وڏي آهي. جي فاصلي تي 2D - ان جي coherence ڊيگهه آهي: خابرو اداري اثرات noticeable آهن صرف جڏھن واٽ ۾ فرق هن جي فاصلي کان گهٽ. هن جو قدر ڪندي دبي ان جي جدائي _سي جي دور ۾ تبديل ڪري سگهجي ٿو روشني جي رفتار ج: دبي _ج = 2D / سي.

پاڻ جو دير نسخو سان مداخلت ڪرڻ جي صلاحيت: Michelson آزمائش جي روشني لهر جي عارضي coherence توري. هڪ چڱي-stabilized ليزر دبي _ج = 10 ^-4 جي، آيل _ج = 30 ڪلوميٽر؛ مان گرمي دبي _ج = 10 ^-8، آيل _ج = 3 ن نور ڪڍيا.

Coherence ۽ وقت

عارضي coherence - جي پرچار طرف گڏ مختلف جون پوائينٽون تي روشني موج جي منزلن جي وچ ۾ باهمي جو هڪ ماڻ.

فرض ذريعو λ ۽ λ ± Δλ، جنهن خلا ۾ ڪجهه نقطي تي هڪ فاصلي تي آيل _ج = λ ² / (2πΔλ) مداخلت ڪندو جي هڪ wavelength emits. جتي آيل _ج - coherence ڊيگهه.

ωt - جي x جي رخ ۾ هڪ لهر کي ڦهلائڻ جي مرحلي طور ف = kx بيان ڪيو ويو آهي. جيڪڏهن اسان کي هڪ فاصلي تي آيل _ج تي وقت دبي تي خلا ۾ شخصيت موج _ڪجانء، ٻن لهر vectors ك ₁ ۽ ك _2، جنهن x = 0 تي مرحلي ۾ آهي وچ ۾ مرحلي ۾ فرق ڪرڻ Δφ = آيل _ج (- ك ₂ ك ₁₎ برابر _آهي. جڏهن Δφ = 1، يا Δφ ~ 60 درجا، نور ڪونهي ڪو coherent آهي. خابرو اداري ۽ diffraction جي ابتڙ تي هڪ اهم اثر آهي.

اهڙيء طرح:

• 1 = آيل _سي (ك ₁ - ك _{2) = آيل سي (2π / λ} - 2π / (λ + Δλ))؛
• _{آيل سي (λ + Δλ - λ} ) / (λ (λ + Δλ)) ~ آيل ج Δλ / λ ² = 1 / 2π؛
• آيل _ج = λ ² / (2πΔλ).

موج هڪ رفتار ج سان تارن جي ذريعي گذري ٿو.

هن coherence وقت دبي _ج = آيل _س / ص. λf = ج، پوء Δf / ف = Δω / ω = Δλ / λ وٺي. اسان لکڻ ڪري سگهو ٿا

• آيل _ج = λ ² / (2πΔλ) = λf / ( 2πΔf) = س / Δω؛
• دبي _ج = 1 / Δω.

هڪ مشهور جيڪڏهن wavelength يا نور ذريعو جي پرچار جي گهڻي، ان آيل _ج ۽ ت _ج حساب ڪرڻ ممڪن _آهي. اها ڳالهه ته نظريي جي واٽ فرق آيل _ج کان بامعني تمام وڏو آھي، جيئن پتلي فلم خابرو اداري جي حيثيت ۾ مداخلت طرز جي Amplitude ورهائي طرفان مليل، مشاهدو ڪرڻ ممڪن نه _آهي.

عارضي coherence ذريعو ڪارو چوي ٿو.

Coherence ۽ خلا

Spatial coherence - پرچار جي هدايتن کي transverse مختلف جون پوائينٽون ۾ نور موج جي منزلن جي وچ ۾ باهمي جو هڪ ماڻ.

جڏهن ته monochromatic گرمل (سڌر) ذريعو جن سڌر δ جي حڪم جي پکيڙ کان فاصلي تي آيل، ٻن د _ج = 0،16λL / δ کان وڏي فاصلي تي واقع ٻنهي طرفن کان، ڪونهي ڪو هڪ recognizable مداخلت طرز پيدا ڪري. πd _ج ^2/4 جي coherence ذريعو جي ايراضي آهي.

وقت دبي کائيندڙ δ جي وسيلي ڏسي، اسڪرين کان فاصلي تي آيل perpendicular اڪلايا ته، اسڪرين جي ٻنهي جون پوائينٽون: (P1 ۽ P2) ڏسي سگهو ٿا، هڪ فاصلو د جي الڳ. جي P1 ۽ P2 ۾ بجلي جي شعبي جي موج جو ذريعو جي سڀني جون پوائينٽون، جو تاب جنهن کي هڪ ٻئي سان ڳنڍيل نه آهي جي ھاريو جو بجلي جي شعبن جي superposition جي نمائندگي ڪري. کي electromagnetic موج P1 ۽ P2 exiting، superposition P1 ۽ P2 ۾ هڪ recognizable مداخلت طرز ٺاهڻ مرحلي ۾ هجڻ گهرجي.

coherence حالت

وقت دبي مان ڪي نقطي تي، جو ذريعو جي ٻن جي غلبي جي radiated نور موج ٻنهي جون پوائينٽون جي وچ ۾ مرڪز ۾ سڌو سنئون هڪ خاص مرحلي ۾ فرق آهي. جي شعاع جي شعاع جي مرڪز کي ھڪدم کان پرينء کي هڪ نقطي P2 کي δ جي کاٻي ڪناري کان آ د (sinθ) تي نڪري / 2. δ جي ساڄي ڪناري کان نڪتو P2 کي اچڻ جي شعاع جي trajectory، واٽ د (sinθ) / 2 گهٽ تي گذري ٿو. جي فاصلي ۾ به فرق ٻنهي beams لاء سفر مرڻو · sinθ ۽ مرحلي فرق Δf '= 2πd · sinθ / λ جي نمائندگي آهي. موج سامهون گڏ جي فاصلي تي P1 کان P2 ڪرڻ لاء، اسان کي Δφ = 2Δφ '= 4πd وٺندي · sinθ / λ. جي موج جو ذريعو جي ٻن جي غلبي جي ھاريو، وقت دبي تي P1 سان مرحلي ۾ آهي ۽ P2 ۾ واري علائقي جي 4πdsinθ / λ ۾ مرحلي کان ٻاهر آهن. تنهنڪري sinθ ~ δ / (2L)، پوء Δφ = 2πdδ / (Lλ). جڏهن Δφ = Δφ ~ 1 يا 60 درجا، نور ڪونهي ڪو coherent سمجهيو ويندو آهي.

Δφ = 1 -> د = Lλ / (2πδ) = 0،16 Lλ / δ.

جي spatial coherence wavefront مرحلي homogeneity چيو.

Incandescent ڏيئو incoherent نور ذريعو جو هڪ مثال آهي.

Coherent نور، incoherent تاب جو هڪ ذريعو کان حاصل ڪري سگهجي ٿو ته اسان جي تاب جي سڀ ختم. پهرين spatial چڪاس ۽ وڏو عارضي coherence لاء وري spectral ڇانٽي جي spatial coherence ۾ اضافو ڪرڻ لاء وضو آهي.

فوريئر سيريز

Sinusoidal جهاز لهر خلا ۽ وقت ۾ مڪمل طور تي coherent، ۽ وقت جي ان جي ڊيگهه ۽ coherence علائقي کٽ. سڀ حقيقي موج هڪ مائرن وقت interval لاء سدائين موج دال آھن، ۽ آخر ۾ پرچار جي سندن طرف ڪرڻ perpendicular پوڻ. Mathematically، اهي هڪ periodic فعل جي بيان آهن. سٽ جي frequencies جي لهر دال ۾ موجود ۽ هڪ coherence ڊيگهه determining لاء غير periodic ڪم جو تجزيو ڪرڻ جي ضرورت آهي Δω.

فوريئر تجزيي موجب، هڪ ماني periodic لهر sine موج جي هڪ superposition طور لحاظ ڪري سگهجي ٿو. فوريئر synthesis جو مطلب آهي ته sinusoidal موج جي هڪ plurality جي superposition هڪ ماني periodic waveform حاصل ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو.

رابطي انگ اکر

تنهنڪري ان جي electromagnetic نظريو ۽ انگ اکر، گڏو گڏ انگن mechanics جي انگ اکر mechanics جي يونين آهي جو ضم ٿيڻ جو نتيجو آهي Coherence نظريو، طبعيات ۽ ٻين علوم جي سلسلي جي طور تي سمجهي سگهجي ٿو. هن نظريي جي ڪنڀار ۽ نور شعبن جي رويي تي بي ترتيبي لاهه چاڙهه جي اثرات quantify ڪرڻ لاء استعمال ڪيو ويندو آهي.

عام طور تي ان کي سڌي طرح جي موج ميدان جي لاهه چاڙهه جو اندازو ڪرڻ ناممڪن آهي. فرد "ڪيترائي لاها چاڙها آيا" نظر نور سڌو لڌا نه ٿي سگهي ٿو، يا به جديد آلات سان: ان جي گهڻي لڳ رپيا ٻيو آڪٽوبر ¹⁵ oscillations آهي. تون رڳو سراسرين اندازو ڪري سگهو ٿا.

coherence جي درخواست

coherence جو هڪ مثال جي طور تي طبعي ۽ ٻين علوم جي سلسلي اپليڪيشن جي تعداد ۾ ملن ٿا. جزوي coherent شعبن گهٽ جي atmospheric turbulence، جنهن کين ليزر حڪمن لاء مفيد ٻڌائيندو جي ماڻهو متاثر ٿيا آهن. خابرو اداري اثرات "لسي" ڪرڻ جي thermonuclear ٽارگيٽ تي شعاع جي عمل ۾ ڇوڙ جي گهٽتائي: اهي به ليزر-induced فيوزن ردعمل جي مطالعي ۾ استعمال ٿيندا آهن. Coherence خاص ۾ استعمال ڪيو ويندو آهي ان جي ماپ ۽ تارو انگن نظام جي رقم جو تعين ڪرڻ لاء.

نور موج جي Coherence quantum ۽ classical شعبن جي مطالعي ۾ اهم ڪردار نڀائيندو آهي. 2005 ع ۾، برق اڪرم Glauber نظريي coherence جي quantum نظريي کي سندس حصو لاء طبعيات ۾ نوبل پرائز جو ڏاڍا مان هڪ ٿيو.