Μέθοδοι Παραγωγής Συνεκτικής Πηγής

Η συνοχή είναι μια σταθερή σχέση μεταξύ της φάσης των κυμάτων σε μία δέσμη συχνότητας ακτινοβολίας. Είναι συνεκτικά όταν η διαφορά φάσης μεταξύ δύο ακτίνων φωτός είναι συνεπής. δεν είναι συνεκτικά όταν η διαφορά φάσης είναι τυχαία ή κυμαινόμενη. Μόνο συνεκτικές πηγές εκπέμπουν σταθερά μοτίβα παρεμβολής, που συνήθως δημιουργούνται με το διαχωρισμό μιας μεμονωμένης δέσμης σε δύο ή περισσότερες δέσμες. Σε αντίθεση με μια πηγή πυρακτώσεως, ένα λέιζερ παράγει μια δέσμη στην οποία όλα τα στοιχεία βρίσκονται σε μια σταθερή σχέση.

Συνεπής πηγή

Οι δύο πηγές είναι ενώσεις εάν έχουν μηδενικές ή συνεχείς διαφορές φάσης με την ίδια ποσότητα. Οι περισσότερες πηγές φωτός στο περιβάλλον, όπως ένας λαμπτήρας, ο ήλιος, ένα κερί και ούτω καθεξής, αποτελούνται από πολλές αποσυνδεδεμένες πηγές φωτός. Το λέιζερ είναι ένα μοντέλο με παράλληλες πηγές, που σημαίνει ότι πολλές κρίσιμες πηγές μέσα στο λέιζερ κλειδώνονται σταδιακά. Όταν δύο συνεκτικές πηγές φωτός έχουν την ίδια συχνότητα και διαφορά φάσης, λέγεται ότι είναι συνεκτικές.

Η συνοχή είναι μια ιδιότητα των κυμάτων που επιτρέπει στατικές παρεμβολές. Επιπλέον, η ορατότητα παρεμβολών χρησιμοποιείται συχνά για την εκτίμηση της συνοχής.

Δύο ίσες σχισμές που φωτίζονται από μια δέσμη λέιζερ μπορούν να θεωρηθούν ως δύο παράλληλες σημειακές πηγές.

Ασυνάρτητες πηγές

Οι ασυνάρτητες πηγές είναι το πολικό αντίθετο των συνεκτικών πηγών. Αυτές οι πηγές παράγουν φως με σταθερή συχνότητα και τυχαίες διακυμάνσεις φάσης μεταξύ φωτονίων.

Οι ασυνάρτητες πηγές περιλαμβάνουν όλες τις παραδοσιακές πηγές φωτός. Η μετάβαση μεταξύ των ενεργειακών επιπέδων ενός ατόμου είναι μια εντελώς τυχαία λειτουργία. Ως αποτέλεσμα, δεν μπορούμε να γνωρίζουμε πότε ένα άτομο θα χάσει ενέργεια ως ακτινοβολία.

Για παράδειγμα:ηλεκτρικός λαμπτήρας, νυχτερινή λάμπα κ.λπ.

Μέθοδοι παραγωγής συνεκτικής πηγής

Υπάρχουν δύο διαφορετικές μέθοδοι παραγωγής συνεκτικών πηγών:

1. Διχωρίζοντας το μέτωπο κύματος 

Υπάρχουν πολλά τμήματα στο μέτωπο κύματος. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μια ποικιλία φακών, καθρεφτών, ακόμα και πρισμάτων για να πετύχουμε τους στόχους μας. Διαδικασίες όπως το πείραμα διπλής σχισμής, του Thomas Young, η προσέγγιση διπρισμού από τον Fresnel και άλλες χρησιμοποιούν αυτήν τη μέθοδο.

2. Διαίρεση του πλάτους

Δημιουργείται διαχωρίζοντας το πλάτος μιας εισερχόμενης δέσμης σε διακριτά κομμάτια μέσω ατελούς ανάκλασης/διάθλασης. Αυτά τα εξαρτήματα αργότερα συγκρούονται, προκαλώντας παρεμβολές.

Είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί το φαινόμενο του δακτυλίου Newton ή η διάταξη ή η διαμόρφωση συμβολόμετρου του Michelson.

Χαρακτηριστικά συνεκτικών πηγών

Τα χαρακτηριστικά των συνεκτικών πηγών παρατίθενται παρακάτω:

• Τα κύματα που δημιουργούνται είτε βρίσκονται σε φάση μεταξύ τους είτε έχουν σταθερή διαφορά φάσης.

• Όλα τα κύματα έχουν την ίδια συχνότητα.

• Τα πλάτη του κύματος πρέπει να είναι τα ίδια.

Παραδείγματα συνεκτικών πηγών

• Μια συνεκτική πηγή φωτός είναι το φως λέιζερ, για παράδειγμα. Η φάση του φωτός που εκπέμπεται από το λέιζερ είναι παρόμοια.

• Ένα άλλο παράδειγμα συνεκτικής πηγής είναι τα ηχητικά κύματα. Τα ηχητικά κύματα παράγουν ηλεκτρικούς παλμούς με συγκρίσιμη συχνότητα και φάση.

Παρεμβολή:

Όταν δύο κύματα φωτός από διαφορετικές συνεκτικές πηγές συνδυάζονται, η κατανομή ενέργειας του πρώτου κύματος διακόπτεται από το δεύτερο. Η παρεμβολή φωτός είναι μια αλλαγή στην κατανομή της φωτεινής ενέργειας που προκαλείται από την υπέρθεση δύο κυμάτων φωτός.

Όταν πολλές διαταραχές κυμάτων διέρχονται από ένα συγκεκριμένο σημείο σε ένα μέσο, ​​η προκύπτουσα διαταραχή σε αυτό το σημείο είναι το διανυσματικό άθροισμα των διαταραχών που δημιουργούνται από τα μεμονωμένα κύματα, σύμφωνα με την αρχή της υπέρθεσης κυμάτων.

Τύποι συνεκτικών πηγών

Οι συνεκτικές πηγές ταξινομούνται σε δύο μέρη: 

      i)   Χρονική συνοχή

Η μέση σχέση μεταξύ της τιμής ενός κύματος και του εαυτού του σε οποιοδήποτε σημαντικό ζεύγος χρόνου είναι γνωστή ως χρονική συνοχή.

Η χρονική συνοχή χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση του πόσο μονόχρωμη είναι. Απεικονίζει την ικανότητα ενός κύματος να παρεμβαίνει στον εαυτό του αργότερα. Ο χρόνος συνοχής ορίζεται ως το χρονικό διάστημα κατά το οποίο θα πρέπει να καθυστερήσει η φάση ή το πλάτος.

     ii)   Χωρική συνοχή

Σκεφτείτε τα οπτικά κύματα ή τα κύματα νερού, όπου η διάσταση του κύματος ποικίλλει μεταξύ ενός και δύο διαστημάτων.

Η ικανότητα παρεμβολής δύο σημείων στο χώρο ενός κύματος ορίζεται επομένως ως χωρική συνοχή.

Η σταθερή διασταυρούμενη σχέση μεταξύ δύο τοποθεσιών σε ένα κύμα είναι γνωστή ως χωρική συνοχή.

Η παρέμβαση μεταξύ του εύρους διαχωρισμού και των δύο σημείων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον καθορισμό της διαμέτρου της περιοχής συνοχής.

Συμπέρασμα

• Όταν δύο πηγές έχουν την ίδια συχνότητα και μηδενική ή σταθερή διαφορά φάσης, λέγεται ότι είναι συνεκτικές.

• Δύο ανεξάρτητες πηγές δεν θα μπορέσουν ποτέ να συνεργαστούν.

• Η χρονική συνοχή και η χωρική συνοχή είναι οι δύο τύποι συνεκτικών πηγών.

• Οι ακτίνες λέιζερ και οι ακτίνες Χ λειτουργούν με βάση την αρχή της συνοχής.

• Η παρεμβολή προκύπτει όταν δύο ή περισσότερα κύματα συγκρούονται με το ίδιο μήκος κύματος και συχνότητα.

• Οι καταστροφικές παρεμβολές εμφανίζονται όταν το πλάτος του προκύπτοντος κύματος είναι ίσο με τη διαφορά μεταξύ των δύο κυμάτων.