Onde cohérente

ondes cohérentes - vibrations est une différence de phase constante. Bien sûr, la condition n'est pas en tout point dans l'espace, que dans certaines régions. De toute évidence, pour répondre à la définition de la fréquence d'oscillation également prévue égale. D'autres vagues ne sont cohérentes sur une certaine région de l'espace, et la différence de phase est modifiée, et cette définition est utilisée plus.

raison d'être

sont considérés comme des ondes Coherent simpliste, ne se produit pas dans la pratique. abstraction mathématique aide dans de nombreuses branches de la science: l'espace, la fusion et la recherche en astrophysique, l'acoustique, la musique, l'électronique et de l'optique de cours.

Pour les applications dans le monde réel sont utilisées des méthodes simplifiées, y compris le système dernier trohvolnovaya, l'applicabilité des principes de base sont décrites ci-dessous. Pour analyser l'interaction peut indiquer, par exemple, un modèle hydrodynamique ou cinétique.

Solution des équations pour les ondes cohérentes permet de prédire la stabilité des systèmes qui fonctionnent à l'aide de plasma. Des calculs théoriques montrent que, parfois, l'amplitude du résultat dans un court laps de temps se développe à l'infini. Cela signifie la création d'une situation potentiellement explosive. Résoudre l'équation des ondes cohérentes, la sélection des conditions possibles pour éviter les conséquences désagréables.

définir

Dans un premier temps, nous présentons un certain nombre de définitions:

• onde monochromatique est appelée une seule fréquence. La largeur de son spectre est égal à zéro. Dans le graphique, il est le seul harmonique.
• spectre de signal - représentation graphique de l'amplitude des harmoniques de composition, dans lequel l'abscisse (axe X, horizontal) fréquence retardée. Le spectre d'une onde sinusoïdale (une onde monochromatique) devient la seule spektrinka (tirets verticaux).
• transformations de Fourier (directe et inverse) sont appelées décomposition des oscillations harmoniques complexes en nombre entier d'addition monochromatique et inverse de spektrinok disparate.
• circuits d'analyse d'onde ne se déroule pas pour les signaux complexes. Au lieu de cela, il y a une décomposition en harmoniques sinusoïdales individuelles (monochrome) pour chaque relativement facile de faire une formule décrivant le comportement. Lors du calcul sur un ordinateur cela suffit pour analyser toute situation.
• Tout signal de spectre infini non périodique. Les limites sont coupées à ses limites raisonnables avant analyse.
• déviation du faisceau de diffraction appelé (onde) à partir d'un trajet rectiligne en raison de l'interaction avec le milieu de propagation. Par exemple, il est montré à surmonter l'obstacle en face de la fente.
• phénomène d'interférence connu comme superposition des ondes. En raison de laquelle il est tout à fait un modèle bizarre de bandes alternées de lumière et d'ombre.
• La réfraction est appelée réfraction des ondes se déplacent à l'interface de deux milieux avec des paramètres différents.

Le concept de cohérence

Encyclopédie soviétique dit que les ondes de la même fréquence toujours cohérente. Cela est vrai que pour les points fixes individuels dans l'espace. La phase détermine le résultat de l'addition des vibrations. Par exemple, les vagues anti-phase de la même amplitude donne une ligne droite. Ces fluctuations s'annulent. La plus grande amplitude de l'onde à en phase (différence de phase est égale à zéro). Sur ce fait, est basé le principe de lasers, miroir et système de focalisation des faisceaux lumineux, en particulier la réception du rayonnement permet de transmettre des données à une distance énorme.

Selon la théorie de l'interaction des ondes cohérentes oscillation forment un motif d'interférence. En débutant il y a une question: l'ampoule ne semble pas rayé. Pour la simple raison que le rayonnement n'est pas la même fréquence, mais se situe dans le segment du spectre. Et la terre, et, largeur décente. En raison de la fréquence de l'onde de l'hétérogénéité aléatoire, ne présentent pas leur théoriquement et expérimentalement dans les propriétés de laboratoire à base et éprouvée.

Il a un bon faisceau laser de cohérence. Il est utilisé pour la communication sur de longues distances avec la ligne de visée et d'autres fins. ondes cohérentes se propagent alors dans l'espace et sur le récepteur se renforcent mutuellement. Le faisceau d'effets de fréquence de lumière diffusée peut être déduite. Possibilité de sélectionner les conditions que le rayonnement provenant de la source, mais le récepteur n'enregistre pas.

les ampoules ordinaires, aussi, ne fonctionne pas à pleine capacité. Atteindre une efficacité de 100% au stade actuel de l'art est impossible. Par exemple, les lampes à décharge subissent une dispersion de fréquence forte. En ce qui concerne les diodes électroluminescentes, les fondateurs du concept de la promesse de la nanotechnologie pour créer des éléments de base pour la production de lasers à semi-conducteurs, mais en vain. Une partie importante du développement est classé et non disponible à l'homme ordinaire dans la rue.

Seule une exposition cohérente vagues qualité de l'onde. Agissant de concert, comme un balai écharde: facile à briser, combinée - déchets de balayage. propriétés ondes - diffraction, interférence et réfraction - sont caractéristiques de toutes les vibrations. Il suffit de vous inscrire l'effet est difficile en raison du caractère aléatoire du processus.

ondes Coherent ne présentent pas de dispersion. Ils montrent la même fréquence et le prisme également dévié. Tous les exemples de la physique de la propagation des ondes sont généralement des oscillations cohérentes. Dans la pratique, nous devons tenir compte de la présente faible largeur spectrale. Ce qui impose en particulier sur le processus de calcul. Comment le résultat réel de la cohérence relative des vagues - essayer de répondre à de nombreux livres et publications dispersées avec des noms complexes! Une seule réponse n'existe pas, il dépend fortement de la situation spécifique.

paquets d'ondes

Afin de faciliter la solution des tâches pratiques, vous pouvez entrer, par exemple, la définition d'un paquet d'ondes. Chacun d'entre eux est décomposé plus en plus petites parties. Ces sous-sections interagissent de manière cohérente entre les fréquences semblables d'un autre paquet. Une telle méthode d'analyse est largement répandu dans l'ingénierie de la radio et de l'électronique. En particulier, le concept du spectre a été introduit pour donner entre les mains d'ingénieurs outil fiable pour évaluer le comportement de signal complexe dans certains cas. Estimée un peu de l'impact de chaque oscillation harmonique sur le système, l'effet net est leur addition complète.

Par conséquent, lors de l'évaluation des processus réels qui ne sont pas encore près d'être cohérent, il est permis de briser l'objet d'une analyse dans les composants les plus simples pour évaluer les résultats du processus. Le calcul est simplifié à l'aide de la technologie informatique. expériences informatiques montrent la précision des formules pour la situation actuelle.

Au stade initial de l'analyse suppose que les paquets avec faible largeur spectrale peut remplacer conditionnellement oscillations harmoniques et par la suite d'utiliser la transformée de Fourier directe et inverse de transformée pour l'évaluation résultat. Des expériences ont montré que la variation de phase entre les paquets sélectionnés augmente progressivement (varie avec une dispersion d'augmentation progressive). Mais pour les trois vagues de la différence est progressivement aplanies, en accord avec la théorie énoncée. Il y a quelques limitations:

1. L'espace doit être infini et homogène (k-espace).
2. L'amplitude de l'onde n'est pas atténuée avec la distance, mais les changements au fil du temps.

Il est prouvé que dans un tel environnement, chaque vague parviennent à capter un spectre fini, ce qui rend automatiquement possible l'analyse de la machine et le spectre d'interaction du paquet d'ondes résultant élargit. Fluctuations en effet pas considérés comme cohérente, mais sont décrits par superposition, illustré ci-dessous. Lorsque le vecteur d'onde ω (k) est déterminée par l'équation de dispersion; La CE a reconnu l'amplitude des harmoniques considérés comme paquet; k - nombre d'ondes; r - coordonnée spatiale de l'exposant représentée par l'équation est résolue; t - temps.

temps de cohérence

En réalité, les divers emballages ne sont cohérentes sur un seul intervalle. Une autre différence entre les phases devient trop grande pour appliquer l'équation décrite ci-dessus. Pour afficher les conditions de la possibilité de calculs, la notion de temps de cohérence est introduite.

On croit que lors de la phase initiale de temps, tous les paquets sont identiques. Sélectionné fraction élémentaire des ondes cohérentes. Ensuite, le temps nécessaire est que le rapport du nombre Pi à la largeur spectrale de l'emballage. Si le temps dépassé cohérente, dans cette partie ne peut pas être utilisé pour les oscillations d'addition formule de superposition - phase sont trop différents les uns des autres. Vague n'est plus cohérente.

L'ensemble peut être considéré, si elle se caractérise par une phase aléatoire. Dans ce cas, l'interaction des ondes se poursuit différents schéma. Ensuite, sont des composants de Fourier de ladite formule pour des calculs ultérieurs. Et pris pour calculer les deux autres composants sont extraits des trois paquets. Ceci est un cas de coïncidence avec la théorie mentionnée ci-dessus. Par conséquent, l'équation montre la dépendance de tous les paquets. Plus précisément - le résultat de l'addition.

Pour de meilleurs résultats, vous devez emballer la largeur du spectre ne dépasse pas le nombre de pi divisé par le temps de résoudre le problème de la superposition cohérente des ondes. Lorsque les amplitudes harmoniques de fréquence désaccorder commencent à osciller, afin d'obtenir des résultats précis est difficile. A l'inverse, pour les deux formule d'addition des oscillations cohérentes est simplifiée au maximum. L'amplitude est la racine carrée de la somme des harmoniques d'origine dans le carré construit et pliée avec son propre produit double multipliée par le cosinus de la différence de phase. Pour des quantités cohérentes angle est égal à zéro, le résultat est, comme déjà indiqué ci-dessus, on obtient un maximum.

Avec le temps et la longueur de cohérence est utilisé, le terme « longueur d'un train », qui est analogue à la seconde durée. Pour la lumière du soleil, cette distance est un micron. Le spectre de notre étoile est très large, de sorte que la distance explique maigres où le rayonnement est considéré comme cohérent pour lui-même. A titre de comparaison, la longueur de décharge de gaz d'un train atteint 10 cm (plus de 100.000 fois), tandis que le rayonnement laser conserve les propriétés et les distances kilométriques.

Étant donné que les ondes radio sont beaucoup plus faciles. résonateurs à quartz peut atteindre une cohérence haute vague, ce qui explique les taches sur la zone de réception fiable en bordure des zones de silence. Un changement similaire se manifeste dans l'image actuelle du cours de la journée, le mouvement des nuages, et d'autres facteurs. L'évolution des conditions de propagation onde cohérente, et la superposition de l'interférence affecte la pleine. Dans les fréquences radio à faible longueur de cohérence peut être supérieur au diamètre du système solaire.

ajouter des conditions dépendent fortement de la forme du front. Le problème le plus simple est résolu pour une onde plane. En fait, l'avant est généralement sphérique. Les points sont en phase à la surface de la sphère. L'infiniment éloigné de la condition de la zone source du plan pourrait prendre pour acquis, et d'effectuer des calculs supplémentaires sont prêts à prendre le postulat. Plus la fréquence, plus il est facile de créer les conditions pour effectuer le calcul. A l'inverse, les sources lumineuses avec un front sphérique (souvenez-vous du soleil) est difficile à intégrer une théorie cohérente, écrite dans les manuels scolaires.