Χαρακτηριστικά Συνεκτικών Πηγών

Στην κβαντική φυσική, οι συνεκτικές πηγές είναι ένα σημαντικό και σημαντικό θέμα. Πριν ξεκινήσουμε, πρέπει να εξοικειωθούμε με τον όρο «συνεκτικό». Στο λεξικό της αγγλικής γλώσσας σημαίνει εύκολο στην κατανόηση ή ιδέες που συνδέονται και ρέουν μαζί ομαλά. Αλλά στη φυσική, η λέξη "συνεκτικό" είναι διαφορετική.

Τι είναι οι συνεκτικές πηγές;

Η συνοχή είναι μια συσχέτιση μεταξύ διαφοράς φάσης, συχνότητας και πλάτους διαφορετικών κυμάτων ή του ίδιου κύματος.

Όπως γνωρίζετε, το φως εκπέμπει ή παράγει κύματα. Όταν αυτά τα κύματα φωτός έχουν τις ίδιες συχνότητες και κυματομορφή και η διαφορά φάσης μεταξύ τους είναι σταθερή, λέγεται ότι είναι συνεκτικές πηγές φωτός.

Ορολογία

Τώρα, μπορεί να μπερδευτείτε μεταξύ των όρων που χρησιμοποιούνται παραπάνω:διαφορά φάσης, συχνότητες, κυματομορφές.

Για να ξεκαθαρίσετε τη σύγχυσή σας, ακολουθούν ορισμένοι βασικοί ορισμοί που θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε τις λέξεις-κλειδιά πολύ εύκολα και αποτελεσματικά.

Διαφορά φάσης - είναι η διαφορά διαδρομής μεταξύ δύο κυμάτων και συμβολίζεται με Δ x. Με άλλα λόγια, το χρονικό διάστημα κατά το οποίο ένα κύμα οδηγεί ή καθυστερεί κατά ένα άλλο κύμα.

Συχνότητα – Ο αριθμός των κυμάτων που διέρχονται από ένα δεδομένο σημείο σε ένα δευτερόλεπτο. Συμβολίζεται με (f) και μετριέται σε Hertz (Hz).

Ορισμοί

Η συνοχή είναι ένας όρος που περιγράφει και επεξηγεί τη σχέση μεταξύ φυσικών μεγεθών σε ένα ή περισσότερα κύματα. Αυτή η έννοια είναι πολύ σημαντική στην κβαντική φυσική.

1. Συνεκτική πηγή – Όταν το φως εκπέμπει κύματα που είναι δύο ή περισσότερα και έχουν τις ίδιες συχνότητες, το ίδιο μήκος κύματος και μηδενική ή σταθερή διαφορά φάσης και κατά προτίμηση το ίδιο πλάτος.

2. Ασυνάρτητη πηγή – Όταν το φως εκπέμπει κύματα που έχουν τυχαίες συχνότητες και διαφορές φάσης. Φωτόνια με την ίδια συχνότητα και μήκη κύματος εκτός φάσης δεν εμφανίζονται σε ασυνάρτητες πηγές.

Πώς μπορεί να παραχθεί μια συνεκτική πηγή;

Μια συνεκτική πηγή μπορεί να σχηματιστεί διαιρώντας το πλάτος του φωτός στα δύο. Δεδομένου ότι το διαιρεμένο φως προέρχεται από την ίδια πηγή, οι συχνότητές τους είναι ίδιες και η διαφορά φάσης είναι σταθερή. Αυτή η διαδικασία μπορεί να γίνει με τη διαδικασία της μερικής ανάκλασης και διάθλασης. Επιπλέον, αυτά τα διαιρεμένα μέρη συναντώνται περαιτέρω μεταξύ τους για να δημιουργήσουν παρεμβολές.

Το συνεκτικό φως είναι η κατάσταση στην οποία τα φωτόνια βρίσκονται όλα σε βήμα ή σειρά, ή μια αλλαγή φάσης εντός της δέσμης συμβαίνει για όλα τα φωτόνια ταυτόχρονα. Λάβετε υπόψη ότι δύο ξεχωριστές πηγές δεν μπορούν ποτέ να είναι συνεπείς, καθώς είναι σχεδόν αδύνατο να ταιριάξουμε ακριβώς τις συχνότητές τους και να διατηρήσουμε σταθερή τη διαφορά φάσης.

Δύο πηγές φωτός λέγεται ότι είναι συνεκτικές όταν τα κύματα φωτός έχουν τα ίδια 

– διαφορά φάσης και πλάτος 

– μήκος κύματος και σταθερή φάση

– μήκος κύματος και ένταση 

– ταχύτητα και φάση  

Παραδείγματα συνεκτικής πηγής

1. Φως λέιζερ – το φως που εκπέμπεται από τα λέιζερ έχει την ίδια συχνότητα και διαφορά φάσης και σταθερή διαφορά φάσης. Γι' αυτό λέγεται ότι είναι συνεκτικές πηγές. Το φως έχει ένα φωτόνιο, το οποίο διεγείρει και δημιουργεί ένα κύμα. Αυτό το κύμα λέγεται ότι είναι ένα συνεκτικό κύμα.

2. Ηχητικό κύμα – τα ηλεκτρικά σήματα από το ηχητικό κύμα έχουν την ίδια συχνότητα και φάση. Π.χ. ραδιοπομπός. Το ηχητικό κύμα που δημιουργείται από αυτόν τον πομπό και αυτό το κύμα έχουν το ίδιο επίπεδο συχνότητας και η διαφορά φάσης είναι επίσης η ίδια. Τα ηχητικά κύματα δημιουργούν δόνηση στον αέρα που είναι ένα διαμήκη κύμα. Οι κατευθύνσεις τους είναι παράλληλες με την κατεύθυνση του κύματος που κινείται.

Χαρακτηριστικά συνεκτικών πηγών

1. Τα κύματα που παράγονται έχουν σταθερή διαφορά φάσης.

2. Όλα τα κύματα έχουν την ίδια συχνότητα.

3. Τα συνεκτικά κύματα μπορούν να παρεμβαίνουν καθώς έχουν σταθερές σχέσεις φάσης.

4. Έχουν επίσης την ιδιότητα που επιτρέπει στα κύματα να έχουν σταθερή παρεμβολή.

5. Τα συνεκτικά φώτα έχουν την ίδια συχνότητα με μια δέσμη φωτονίων.

Συμπέρασμα

Από την παραπάνω συζήτηση, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι τα κύματα που εκπέμπονται από το φως που έχουν την ίδια συχνότητα, το ίδιο μήκος κύματος και σταθερή διαφορά φάσης είναι συνεκτικές πηγές φωτός. Δεν είναι όλα τα φωτεινά κύματα ή τα ηχητικά κύματα συνεκτικά. Μπορούμε επίσης να συμπεράνουμε από αυτό το θέμα ότι τα συνεκτικά κύματα έχουν σταθερές σχέσεις φάσης. Οι συνεκτικές πηγές είναι απαραίτητες για να διασφαλιστεί ότι η θέση των μέγιστων και ελάχιστων δεν αλλάζει με το χρόνο καθώς μια νέα ένταση φωτός παράγει μια βιώσιμη παρεμβολή. Όταν ένα φωτεινό κύμα αποκλίνει από τη σημειακή πηγή, το μέτωπο κύματος είναι σφαιρικό. Είναι επίσης απαραίτητο να περιγραφούν όλες οι σχέσεις μεταξύ ενός μόνο κύματος ή πολλών κυμάτων. Επίσης, το πιο σημαντικό πράγμα που πρέπει να έχετε κατά νου είναι ότι δύο ανεξάρτητες πηγές δεν θα είναι ποτέ συνεπείς επειδή οι ανεξάρτητες πηγές δεν έχουν ποτέ την ίδια συχνότητα ούτε σταθερή διαφορά φάσης.