Coerenti onde - vibrazioni è una differenza di fase costante. Naturalmente, la condizione non è in ogni punto dello spazio, solo in alcune zone. Ovviamente, per soddisfare la definizione della frequenza di oscillazione previsto anche uguali. Altre onde sono coerenti solo su una certa regione dello spazio, e quindi la differenza di fase viene modificato, e questa definizione viene utilizzato più.
razionale per
onde coerenti sono considerati semplicistica, non si verifica nella pratica. un'astrazione matematica aiuta in molte branche della scienza: spazio, la fusione e la ricerca astrofisica, l'acustica, musica, elettronica e ottica, naturalmente.
Per le applicazioni del mondo reale sono utilizzati metodi semplificati, compreso il sistema di ultima trohvolnovaya, l'applicabilità delle nozioni di base sono descritti di seguito. Per analizzare l'interazione può precisare, ad esempio, un modello idrodinamico o cinetica.
Interferenza di onde
Soluzione delle equazioni di onde coerenti permette di prevedere la stabilità di sistemi che operano tramite plasma. calcoli teorici mostrano che a volte l'ampiezza del risultato in breve tempo cresce all'infinito. Ciò significa creare una situazione potenzialmente esplosiva. Risolvendo l'equazione per onde coerenti, la selezione di possibili per evitare conseguenze spiacevoli.
definire
In un primo momento, si introduce una serie di definizioni:
- onda monocromatica è chiamato una singola frequenza. La larghezza del suo spettro è zero. Nel grafico è l'unica armonica.
- spettro del segnale - rappresentazione grafica dell'ampiezza delle armoniche comporre, in cui l'ascissa (X-asse, orizzontale) frequenza ritardato. Lo spettro di un'onda sinusoidale (onda monocromatica) diventa l'unico spektrinka (trattini verticali).
- trasformazioni di Fourier (diretta e inversa) sono chiamati decomposizione delle oscillazioni armoniche complesse in monocromatico e inversa intero aggiunta da spektrinok disparate.
- circuiti di analisi onda non viene condotta per segnali complessi. Invece, v'è una scomposizione in singole armoniche sinusoidali (monocromatiche) per ogni relativamente facile fare una formula che descrive il comportamento. Quando si calcola su un computer questo è sufficiente per analizzare ogni situazione.
- Qualsiasi non periodico segnale spettro infinito. Confini sono tagliati ai suoi limiti ragionevoli prima dell'analisi.
- deflessione del fascio chiamato diffrazione (onda) da un percorso rettilineo a causa dell'interazione con il mezzo di propagazione. Ad esempio, è mostrato a superare l'ostacolo di fronte alla fessura.
- fenomeno noto come interferenza sovrapposizione delle onde. Per cui c'è piuttosto pattern bizzarro di bande di luce e ombra alternata.
- Rifrazione è chiamato rifrazione delle onde viaggiano all'interfaccia tra due mezzi con parametri diversi.
onda di oscillazione
Il concetto di coerenza
Soviet Encyclopedia dice che le onde della stessa frequenza sempre coerente. Questo è vero solo per i singoli punti fissi nello spazio. Fase determina il risultato della somma vibrazioni. Ad esempio, le onde anti-fase della stessa ampiezza dà una linea retta. Tali oscillazioni annullano a vicenda. La grande ampiezza dell'onda a in fase (differenza di fase è pari a zero). Su questo fatto si basa il principio di laser, specchio e sistema di focalizzazione di fasci luminosi, specialmente riceve radiazione rende possibile la trasmissione di dati a distanza enorme.
Secondo la teoria dell'interazione dell'oscillazione onde coerenti costituiscono un modello di interferenza. Nel principianti v'è una domanda: la lampadina non appare righe. Per la semplice ragione che la radiazione non è la stessa frequenza, ma si trova all'interno del segmento spettro. E la terra, e, larghezza decente. A causa della frequenza dell'onda eterogeneità casuale, non presentano la loro teoricamente che sperimentalmente nelle proprietà di laboratorio basata e provata.
Ha una buona coerenza fascio laser. Viene utilizzato per la comunicazione su lunghe distanze con la linea di vista, e per altri scopi. onde coerenti poi si propagano nello spazio e sul ricevitore si rafforzano reciprocamente. Il fascio di luce diffusa effetti di frequenza possono essere dedotti. Possibile selezionare le condizioni che la radiazione proveniente dalla sorgente, ma il ricevitore non registra.
lampade ad incandescenza, anche, non funziona a pieno regime. Raggiungere un'efficienza del 100% nella fase attuale della tecnica non è possibile. Per esempio, lampade a scarica soffrono forte dispersione di frequenza. Per quanto riguarda i diodi emettitori di luce, i fondatori del concetto di nanotecnologie promessa di creare elementi di base per la produzione di laser a semiconduttore, ma invano. Una parte significativa dello sviluppo è classificato e non è disponibile per l'uomo comune della strada.
Solo una coerente onde qualità onda mostre. Agendo di concerto, come una scopa scheggia: uno facile da rompere, combinato - spazzata spazzatura. Onda proprietà - di diffrazione, interferenza e rifrazione - sono caratteristici di tutte le vibrazioni. Basta registrarsi l'effetto è difficile a causa della casualità del processo.
onde coerenti non presentano dispersione. Essi mostrano la stessa frequenza e prisma ugualmente deviato. Tutti gli esempi nella fisica della propagazione delle onde sono di solito per oscillazioni coerenti. In pratica, dobbiamo prendere in considerazione l'attuale basso larghezza spettrale. Che impone in particolare sul processo di calcolo. Come funziona il vero risultato della relativa coerenza delle onde - cercare di rispondere a numerosi libri e pubblicazioni sparse con nomi complicati! risposta singola non esiste, è fortemente dipendente dalla situazione specifica.
pacchetti d'onda
Per facilitare la soluzione dei compiti pratici, è possibile inserire, per esempio, la definizione di un pacchetto d'onde. Ognuno di essi è suddivisa in altre parti più piccole. Queste sottosezioni interagiscono coerente tra frequenze simili di un altro pacchetto. Tale metodo analitico è molto diffusa in radiotecnica e dell'elettronica. In particolare, il concetto di spettro è stato originariamente introdotto per dare nelle mani di ingegneri strumento affidabile per valutare il comportamento del segnale complesso in alcuni casi. Stimato un po 'di impatto di ciascuna oscillazione armonica nel sistema, allora l'effetto netto è la loro piena aggiunta.
Pertanto, nel valutare i processi reali che non sono nemmeno vicino a essere coerente, è consentito rompere oggetto di analisi nei componenti semplici per valutare l'esito del processo. Il calcolo è semplificata utilizzando la tecnologia informatica. esperimenti di computer mostrano l'accuratezza delle formule per la situazione attuale.
Nella fase iniziale dell'analisi presuppongono che i pacchetti con piccola larghezza spettrale forse condizionale sostituiscono oscillazioni armoniche e successivamente di utilizzare il diretto e trasformata di Fourier inversa per la valutazione risultato. Gli esperimenti hanno dimostrato che la variazione di fase tra i pacchetti selezionati aumenta gradualmente (varia con un graduale incremento dispersione). Ma per i tre ondate di differenza sta gradualmente appianate, coerente con la teoria dichiarato. Ci sono alcune limitazioni:
- Lo spazio dovrebbe essere infinito e omogeneo (k-spazio).
- L'ampiezza dell'onda non è attenuato con l'aumentare della distanza, ma varia nel tempo.
E 'dimostrato che in tale ambiente, ogni onda riesce a raccogliere uno spettro limitato, che rende automaticamente possibile un'analisi della macchina e lo spettro interazione del pacchetto d'onda risultante allarga. Fluttuazioni infatti non considerati coerente, ma sono descritti per sovrapposizione, mostrato sotto. Dove il vettore d'onda ω (k) è determinato dall'equazione dispersione; La CE riconosce l'ampiezza delle armoniche considerati pacchetto; k - numero d'onda; r - coordinata spaziale per l'esponente rappresentato dall'equazione è risolto; t - tempo.
equazione sovrapposizione
tempo di coerenza
In realtà, i diversi pacchetti sono coerenti solo su un singolo intervallo. Un ulteriore discrepanza tra le fasi diventa troppo grande per applicare l'equazione sopra descritta. Per visualizzare le condizioni di possibilità di calcolo, viene introdotto il concetto di tempo di coerenza.
Si ritiene che nella fase iniziale di tempo, tutti i pacchetti sono identici. Selezionata frazione elementari di onde coerenti. Poi il tempo richiesto è il rapporto tra il numero Pi alla larghezza spettrale del pacchetto. Se il tempo superato coerente, in questa porzione non può essere utilizzato per sovrapposizione formula oscillazioni addizione - fase troppo differenti l'uno dall'altro. Onda non è più coerente.
Il pacchetto può essere considerata, se è caratterizzato da una fase casuale. In questo caso l'interazione onda continua schema diverso. Poi sono componenti di Fourier di detta formula per ulteriori calcoli. E preso per calcolare gli altri due componenti sono presi dai tre pacchetti. Questo è un caso di coincidenza con la teoria di cui sopra. Di conseguenza, l'equazione mostra la dipendenza di tutti i pacchetti. Più precisamente - il risultato aggiunta.
Per ottenere i migliori risultati, è necessario per confezionare la larghezza dello spettro non superi il numero di pi greco diviso per il tempo di risolvere il problema della sovrapposizione coerente di onde. Quando ampiezze armoniche detuning frequenza non iniziano a oscillare, per ottenere risultati accurati è difficile. Viceversa, per il due oscillazioni coerenti aggiunta formula è semplificata al massimo. L'ampiezza è la radice quadrata della somma delle armoniche originali del quadrato eretta e piegata con il proprio doppio prodotto moltiplicato per il coseno della differenza di fase. Per quantità coerenti angolo è zero, il risultato è, come già sopra indicato, al massimo si ottiene.
Insieme con il tempo e la lunghezza di coerenza viene utilizzato, il termine "lunghezza di un treno", che è analogo al secondo termine. Alla luce del sole, questa distanza è un micron. Lo spettro della nostra stella è molto ampia, in modo che spiega la distanza magro dove la radiazione è considerato essere coerente a se stessa. Per confronto, la lunghezza di scarico del gas di un treno raggiunge i 10 cm (più di 100.000 volte), mentre la radiazione laser mantiene le proprietà e distanze chilometro.
Dal momento che le onde radio sono molto più facili. risonatori quarzo può ottenere un'elevata coerenza onda, che spiega le macchie sulla superficie ricezione affidabile confinante zone di silenzio. Un simile cambiamento si manifesta nel quadro esistente del corso della giornata, movimento delle nuvole, e di altri fattori. Modifica delle condizioni di propagazione dell'onda coerente, e la sovrapposizione delle interferenze influisce sulla piena. Nelle frequenze radio a bassa lunghezza di coerenza può essere superiore al diametro del sistema solare.
condizioni aggiunta dipendono fortemente dalla forma della parte anteriore. Il problema è risolto semplice per un'onda piana. Infatti, la parte anteriore è generalmente sferica. I punti sono in fase sulla superficie della sfera. Il infinitamente distante dalla condizione area sorgente piano potrebbe dare per scontato, e di condurre ulteriori calcoli sono disposti a prendere il postulato. Più bassa è la frequenza, più facile è di creare le condizioni per effettuare il calcolo. Al contrario, le sorgenti luminose con un fronte sferica (ricordate il Sole) è difficile per adattarsi a una teoria coerente, scritta nei libri di testo.
