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干渉と回折

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干渉と回折波、光などの電磁波水波から特徴的な現象であります。

干渉は、大きいの結果として生じる波を生成する同じような重複の 2 つの波を下げると、現象または同じ振幅を指します。

回折は、障害物や開口部の角波の曲げとして定義されます。この場合、波の差分パーツが干渉でき大と小振幅の空間交替を生じさせる。

このビデオは回折と干渉パターンを観察することによって光の波の性質を示します。

波は、空間や時間でいくつかの物理量の振幅の振動です。干渉は、波に関連付けられている最も特徴的な現象の一つです。

波のさまざまな部分は、重複し、「干渉」干渉パターンと呼ばれる、強い、弱い波振幅の空間交替を生成することができます。干渉波の振幅を追加、建設的な干渉と呼ばれます一方、その振幅は互いから減算、破壊的な干渉が呼び出されます。

今、波長 lamda のライト、照らされて単一の細長いスリット、大小交互のスリットから遠く離れた強度またはゼロに近い値は、「明るい」と「暗い」の地域として知られている「フリンジ」に対応します。このパターンの中心は常に明るく、スリットの y 軸に沿って。

この交替は、小さな開口部を通る光の「回折パターン」と呼ばれます。それは波の特徴的な現象です。具体的には、ポイント絞り値の 2 つのエッジ間再「生成」、または他の言葉で別の方向に向かって光の波を「回折」.

回折光の波のさまざまな部分間の干渉は、回折パターンの形成に結果します。

2 つの密接に間隔をあけられたスリットの場合、形成されたパターンは両方のスリットによる回折光の干渉によるものです「ヤングの二重スリット干渉パターン」として有名な知られています。次のプロトコルは、単一スリットと二重スリット実験をセットアップし、その結果を解釈する方法を示します。

必要な材料と波長を持つヘリウム ネオン レーザー ポインターを含む実験機器を収集 〜 633 nm 半導体、薄いいくつかのかみそりの刃、アルミ箔、段ボール、定規、はさみ、木およびレーザーの安全性のブロックのゴーグルします。

2 約 2 インチによって 2 インチの正方形の部分にアルミ箔を切るはさみのペアを使用しています。また、約 1 インチ直径で、中心の穴に 2 つ約 3 インチ、3 インチの正方形の部分にダン ボールをカットします。

次に、アルミ箔を一枚掛けて、かみそりの刃を使用して、直線スリットを切り、ホイルの真ん中に 1 センチくらい長い。1 つの段ボールに箔のテープのスリット穴の内側します。

今、木製のブロックに段ボールの一方の端をテープ、スリットから約 30 センチの白い壁をスライドさせます。段ボールはテーブルの表面に垂直な穴と垂直スリットが公開されていることを確認し、壁に直面しています。

同時に、レーザー光がテーブルに平行になるマウントされた段ボールの反対側にレーザー ポインターを配置します。今レーザー安全ゴーグルを着用、レーザー ポインターをオンに、スリット上にレーザービームを当てます。

室内灯の電源を切り、箔の反対側の壁に光のパターンを観察します。レーザー ポインターを切り、レーザー安全メガネを削除します。

次に、その中間のブレードが凹んで 3 かみそりの刃をスタックします。その他のアルミ箔を取り、2 つの密接に間隔をあけられたまっすぐ平行スリットを切るかみそりの刃と定規のスタックを使用して箔の真ん中に 1 センチくらい長い。今他の段ボールに箔をテープし、木製ブロックの上にテープします。

レーザー安全ゴーグルを着用、レーザー ポインターをオンに、二重スリットにレーザービームを当てます。室内灯の電源を切り、箔の反対側の壁に光のパターンを観察します。最後に、レーザー ポインターをオフにします。

完成品プロトコルと私たち今単一スリット、二重スリット実験の結果を確認します。単一スリット実験、観察壁に光のパターンは、特徴的な回折縞を表わします。中央の明るいフリンジは、すべて同じ幅の周りは他の明るい縞幅、y 方向の約 2 倍。

さらに、y 軸に沿った周辺のフリンジに離れた明るい縞崩壊輝度。これは、レーザーから平行な光線スリットで曲げるし、明るい縞の形成と破壊間に暗い帯を形成、建設的に重なって、単一スリット回折パターンの予想されます。

二重スリットの実験では、壁に光のパターンは特徴的な干渉縞を展示します。

これらの干渉縞は、回折パターンの明るい領域よりもはるかに狭くなります。これは間のスリットの分離を持っていたので ' はスリット幅よりもはるかに大きい '' とそれ干渉縞の幅をコントロール間スリット分離の逆数であります。しかし、それは回折縞の幅を制御する ' スリット幅の逆数です。

光の干渉と回折光が電磁波であることを確立することに重要な役割を果たしました。したがって、これらの効果は、光学及びフォトニクスに基づくさまざまな技術の重要です。

レーザー回折分光、ナノメートルからサイズ - 粒子の幾何学的寸法を素早く測定するミリメートルに至るまで - 任意のオブジェクトを介して渡されるレーザー光の回折を利用した技術です。

レーザー光の釣りを検出するセンサーを使用し、コンピューターを使用して、作り出される光のエネルギーとそのレイアウトからオブジェクトの粒子サイズを検出します。

干渉は、距離、微小変位や屈折率変化、表面の凹凸の正確な測定のための重ね合わせと波の干渉を使用する手法です。

ここで同じ周波数が異なるパスの長さの 2 つの波が干渉、干渉パターンの結果します。このパターンは、未知パラメーターの精密測定に使用できます。干渉のこれと同じ手法は、LIGO や重力波を検出するために建てられた巨大な検出器であるレーザー干渉計重力波観測所で使用されます。

ちょうど光の回折と干渉するゼウスの導入を見た。単一スリットと二重スリット実験を使用して示された回折と干渉光のパターンの形成の背後にある理論を理解することができます。見てくれてありがとう!

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