Ola coherente

ondas coherentes - vibraciones es una diferencia de fase constante. Por supuesto, la condición no es en cada punto del espacio, sólo en algunas áreas. Obviamente, para cumplir con la definición de la frecuencia de oscilación previsto también iguales. Otras ondas son coherentes sólo en una cierta región del espacio, y luego se cambia la diferencia de fase, y esta definición se utiliza más.

justificación de

ondas coherentes se consideran simplista, no ocurre en la práctica. abstracción matemática ayuda en muchas ramas de la ciencia: el espacio, la fusión y la investigación astrofísica, la acústica, la música, la electrónica y la óptica de los cursos.

Para aplicaciones en el mundo real se utilizan métodos simplificados, como el sistema de última trohvolnovaya, la aplicabilidad de los conceptos básicos se describen a continuación. Para analizar la interacción puede especificar, por ejemplo, un modelo hidrodinámico o cinética.

Solución de las ecuaciones para las ondas coherentes permite predecir la estabilidad de los sistemas que operan utilizando plasma. Los cálculos teóricos muestran que a veces la amplitud del resultado en un corto período de tiempo crece hasta el infinito. Eso significa crear una situación potencialmente explosiva. La solución de la ecuación de ondas coherentes, la selección de las condiciones posibles para evitar consecuencias desagradables.

definir

En un primer momento, se introduce una serie de definiciones:

• onda monocromática se llama una sola frecuencia. La anchura de su espectro es cero. En el gráfico que es el único armónico.
• espectro de la señal - representación gráfica de la amplitud de los armónicos componer, en la que la abscisa (eje X, horizontal) de frecuencia retardada. El espectro de una onda sinusoidal (una onda monocromática) se convierte en el único spektrinka (guiones verticales).
• transformaciones de Fourier (directos e inversos) se denominan descomposición de oscilaciones armónicas complejas en monocromática y inversa número entero Además de spektrinok dispares.
• circuitos de análisis de la onda no se lleva a cabo para señales complejas. En cambio, hay una descomposición en armónicos individuales sinusoidal (monocromáticos) para cada relativamente fácil hacer una fórmula que describe el comportamiento. Cuando se calcula en un ordenador esto es suficiente para analizar cualquier situación.
• Cualquier señal de espectro infinita no periódica. Los límites se cortan a sus límites razonables antes del análisis.
• Desviación de haz llamado difracción (onda) desde una trayectoria recta debido a la interacción con el medio de propagación. Por ejemplo, se muestra a superar el obstáculo delante de la hendidura.
• fenómeno de interferencia conocido como superposición de las ondas. Debido a lo cual hay bastante extraño patrón de bandas de luz y sombra alterna.
• La refracción se llama refracción de las ondas viajan en la interfase de dos medios con diferentes parámetros.

El concepto de coherencia

Enciclopedia Soviética dice que las ondas de la misma frecuencia siempre coherente. Esto es cierto sólo para los puntos fijos individuales en el espacio. Fase determina el resultado de la adición de vibraciones. Por ejemplo, las ondas de anti-fase de la misma amplitud da una línea recta. Estas fluctuaciones se anulan entre sí. La amplitud de la onda más grande a en fase (diferencia de fase es cero). En este hecho se basa el principio de rayos láser, espejo y sistema de enfoque de los rayos de luz, sobre todo recibir la radiación hace que sea posible la transmisión de datos a una distancia enorme.

De acuerdo con la teoría de la interacción de la oscilación ondas coherentes forman un patrón de interferencia. En el principiante hay una pregunta: la bombilla no aparece rayada. Por la sencilla razón de que la radiación no es la misma frecuencia, pero se encuentra dentro del segmento de espectro. Y la tierra, y, ancho decente. Debido a la frecuencia de la onda heterogeneidad aleatoria, no exhibir su teórica y experimentalmente en las propiedades y probada basada laboratorio.

Tiene buena rayo láser coherencia. Se utiliza para la comunicación a largas distancias con la línea de visión, y para otros fines. ondas coherentes luego se propagan en el espacio y en el receptor se refuerzan mutuamente. El haz de luz dispersada efectos de frecuencia se pueden deducir. Es posible seleccionar las condiciones que la radiación procedente de la fuente, pero el receptor no registra.

las bombillas tradicionales, también, no funciona a plena capacidad. Lograr una eficiencia del 100% en el estado actual de la técnica no es posible. Por ejemplo, las lámparas de descarga sufren fuerte dispersión de frecuencia. En cuanto a los diodos emisores de luz, los fundadores del concepto de la promesa de la nanotecnología para crear elementos básicos para la producción de láseres semiconductores, pero en vano. Una parte importante del desarrollo es clasificada y no está disponible para el hombre de la calle.

Sólo una coherente olas calidad de la onda de exposiciones. Actuando en concierto, como una escoba astilla: uno fácil de romper, combinado - basura barrida. propiedades de onda - la difracción, de interferencia y refracción - son características de todas las vibraciones. Registrate el efecto es difícil debido a la aleatoriedad del proceso.

ondas coherentes, que no presentan dispersión. Muestran la misma frecuencia y el prisma igualmente desviada. Todos los ejemplos en la física de la propagación de la onda son por lo general para oscilaciones coherentes. En la práctica, tenemos que tener en cuenta el actual baja amplitud espectral. Que impone sobre todo en proceso de cálculo. ¿De qué manera el resultado real de la coherencia relativa de las olas - tratar de responder a numerosos libros y publicaciones dispersas con los nombres complicados! una respuesta única no existe, que depende de la situación específica altamente.

paquetes de ondas

Para facilitar la solución de tareas prácticas, se puede introducir, por ejemplo, la definición de un paquete de ondas. Cada uno de ellos se divide adicionalmente en partes más pequeñas. Estas subsecciones interactúan coherentemente entre frecuencias similares de otro paquete. un método analítico Tal está muy extendida en la ingeniería de radio y la electrónica. En particular, se introdujo originalmente el concepto de espectro para dar a las manos de los ingenieros herramienta fiable para evaluar el comportamiento de la señal compleja en ciertos casos. Estimado un poco del impacto de cada oscilación armónica en el sistema, entonces el efecto neto es su máximo adición.

Por lo tanto, al evaluar los procesos reales que no son ni siquiera cerca de ser coherente, es permisible para romper el objeto de análisis en los componentes más simples para evaluar el resultado del proceso. El cálculo se simplifica mediante el uso de la tecnología informática. experimentos por ordenador muestran la exactitud de las fórmulas de la situación actual.

En la etapa inicial del análisis asumen que los paquetes con pequeña anchura espectral quizás condicionalmente reemplazan oscilaciones armónicas y, posteriormente, utilizar el directo y la transformada de Fourier inversa para la evaluación resultado. Los experimentos han demostrado que la variación de fase entre los paquetes seleccionados aumenta gradualmente (varía con un aumento de la dispersión gradual). Sin embargo, para las tres olas de la diferencia se suaviza gradualmente, consistente con la teoría establecida. Hay algunas limitaciones:

1. El espacio debe ser infinito y homogéneo (k-espacio).
2. La amplitud de la onda no se atenúa al aumentar la distancia, pero los cambios en el tiempo.

Se demostró que en dicho entorno, cada onda administrar para recoger un espectro finito, lo que hace automáticamente que permite el análisis de la máquina y el espectro de la interacción del paquete de ondas resultante se amplía. Las fluctuaciones en hecho de que no se consideran coherente, pero se describen por superposición, que se muestra a continuación. Cuando el vector de onda ω (k) es determinada por la ecuación de dispersión; La CE reconoció la amplitud de los armónicos considerados paquete; k - número de onda; r - espacial de coordenadas para el exponente representado por la ecuación se resuelve; t - tiempo.

tiempo de coherencia

En realidad, los diversos paquetes son coherentes sólo en un único intervalo. Una discrepancia más entre las fases se vuelve demasiado grande para aplicar la ecuación descrita anteriormente. Para visualizar las condiciones de la posibilidad de cálculos, se introduce el concepto de tiempo de coherencia.

Se cree que en la fase inicial de tiempo, todos los paquetes son idénticos. Seleccionado fracción primaria de las ondas coherentes. Entonces, el tiempo requerido es como la relación entre el número Pi a la anchura espectral del paquete. Si el tiempo excede coherente, en esta porción no puede ser utilizado para oscilaciones de adición de fórmula superposición - fase difiere demasiado de uno al otro. Wave ya no es coherente.

El paquete se puede considerar, si se caracteriza por una fase aleatoria. En este caso la interacción de la onda pasa el diferente régimen. Entonces son componentes de Fourier de dicha fórmula para los cálculos posteriores. Y tomado para el cálculo de los otros dos componentes son tomados de los tres paquetes. Este es un caso de coincidencia con la teoría mencionada anteriormente. En consecuencia, la ecuación muestra la dependencia de todos los paquetes. Más precisamente - el resultado de la suma.

Para obtener los mejores resultados, es necesario para empaquetar el ancho espectro no exceda el número de pi dividido por el tiempo de resolver el problema de la superposición coherente de las ondas. Cuando desafinación frecuencia amplitudes de los armónicos comienzan a oscilar, para obtener resultados precisos es difícil. A la inversa, para la fórmula de adición de dos oscilaciones coherentes se simplifica al máximo. La amplitud es la raíz cuadrada de la suma de los armónicos originales en la plaza erigida y doblada con su propio doble producto multiplicado por el coseno de la diferencia de fase. Para cantidades coherentes ángulo es cero, el resultado es, como ya se ha indicado anteriormente, se obtiene un máximo.

Junto con el tiempo y la longitud de coherencia se usa, el término "longitud de un tren", que es análogo al segundo término. A la luz solar, esta distancia es de una micra. El espectro de nuestra estrella es muy amplia, por lo que explica la escasa distancia a la que se considera la radiación de ser coherente consigo mismo. Para la comparación, la longitud de descarga de gas de un tren llega a 10 cm (más de 100.000 veces), mientras que la radiación láser mantiene las propiedades y las distancias kilómetro.

Dado que las ondas de radio son mucho más fáciles. resonadores de cuarzo pueden alcanzar la coherencia de onda alta, lo que explica las manchas en la zona de recepción fiable bordeando zonas de silencio. Un cambio similar se manifiesta en la imagen existente de la curso del día, movimiento de las nubes, y otros factores. Cambiando las condiciones de propagación de la onda coherente, y la superposición de la interferencia afecta el pleno. En las frecuencias de radio en longitud bajo coherencia puede exceder el diámetro del sistema solar.

condiciones añadiendo dependen en gran medida de la forma de la parte delantera. El problema más simple se resuelve para una onda plana. De hecho, la parte delantera es generalmente esférica. Los puntos están en fase en la superficie de la esfera. El infinitamente distante de la condición de la zona de origen del plano podría dar por sentado, y para llevar a cabo cálculos adicionales están dispuestos a tomar el postulado. Cuanto menor sea la frecuencia, más fácil es crear las condiciones para llevar a cabo el cálculo. Por el contrario, las fuentes de luz con un frente esférica (recuerde el Sol) es difícil de encajar una teoría coherente, escrito en los libros de texto.