Onda coerente

ondas coerentes - vibrações é uma diferença de fase constante. Claro, a condição não está em cada ponto no espaço, apenas em algumas áreas. Obviamente, para atender a definição da freqüência de oscilação também prevista iguais. Outras ondas são coerentes apenas em uma determinada região do espaço, e, em seguida, a diferença de fase é alterado, e esta definição é usado mais.

justificativa para

ondas coerentes são considerados simplista, não ocorre na prática. abstração matemática ajuda em muitos ramos da ciência: espaço, fusão e pesquisa astrofísica, acústica, música, eletrônica e de óptica curso.

Para real aplicativos são usados ​​métodos simplificados, incluindo o sistema última trohvolnovaya, aplicabilidade dos princípios básicos são descritos abaixo. Para analisar a interação pode especificar, por exemplo, um modelo hidrodinâmico ou cinética.

Solução das equações de ondas coerentes permite prever a estabilidade dos sistemas que operam utilizando plasma. cálculos teóricos mostram que às vezes a amplitude do resultado em um curto espaço de tempo cresce infinitamente. Isso significa criar uma situação potencialmente explosiva. Resolver a equação de ondas coerentes, a selecção de condições possíveis para evitar consequências desagradáveis.

definir

Na primeira, apresentamos uma série de definições:

• onda monocromática é chamado uma única freqüência. A largura do seu espectro é zero. No gráfico é a única harmônica.
• espectro de sinal - representação gráfica da amplitude das harmónicas compor, em que a abcissa (eixo X, horizontal) frequência retardada. O espectro de uma onda de seno (uma onda monocromático) torna-se o único spektrinka (traços verticais).
• transformações de Fourier (directos e inversos) são chamados de decomposição de oscilações harmónicas complexos em inteiro adição monocromática e inversa de spektrinok díspares.
• circuitos de análise de onda não é conduzido por sinais complexos. Em vez disso, há uma decomposição em harmónicas sinusoidais individuais (monocromático) para cada relativamente fácil fazer uma fórmula que descreve o comportamento. Ao calcular em um computador isto é suficiente para analisar qualquer situação.
• Qualquer sinal de espectro infinito não periódica. Limites são cortadas aos seus limites razoáveis ​​antes da análise.
• Feixe de deflexão chamado de difracção (onda) a partir de um caminho linear, devido à interacção com o meio de propagação. Por exemplo, mostra-se a ultrapassar o obstáculo em frente da fenda.
• fenómeno de interferência conhecidas como superposição das ondas. Por causa de que há muito um padrão bizarro de faixas alternadas de luz e sombra.
• Refração é chamado de refração das ondas viajar na interface dos dois meios com parâmetros diferentes.

O conceito de coerência

Enciclopédia Soviética diz que as ondas de mesma freqüência sempre coerente. Isso só é verdade para os pontos fixos individuais no espaço. Fase determina o resultado da adição de vibrações. Por exemplo, as ondas de anti-fase da mesma amplitude dá uma linha recta. Tais flutuações anular-se mutuamente. A maior amplitude da onda no em-fase (diferença de fase é igual a zero). Nesta fato é baseado no princípio de lasers, espelho e sistema de focagem de feixes de luz, especialmente recebendo radiação torna possível transmitir dados a uma distância gritante.

De acordo com a teoria da interacção da oscilação ondas coerentes formar um padrão de interferência. Na iniciante, há uma questão: a lâmpada não parece listrado. Pela simples razão de que a radiação não é a mesma frequência, mas fica dentro do segmento de espectro. E a terra, e, largura decente. Devido à freqüência da onda heterogeneidade aleatório, não exibem a sua teórica e experimentalmente nas propriedades de laboratório baseado e comprovado.

Tem boa feixe de laser coerência. Ele é usado para a comunicação a longas distâncias com a linha de visão, e outros fins. ondas coerentes, em seguida, propagar no espaço e no receptor se reforçam mutuamente. O feixe de efeitos de frequência de luz difusa pode ser deduzido. Possível selecionar condições que a radiação proveniente da fonte, mas o receptor não registra.

lâmpadas comuns, também, não funciona em plena capacidade. Alcançar uma eficiência de 100% na fase actual da técnica não é possível. Por exemplo, lâmpadas de descarga de sofrer dispersão frequência forte. Como para os diodos emissores de luz, os fundadores do conceito de nanotecnologia promessa para criar elementos básicos para a produção de lasers semicondutores, mas em vão. Uma parte significativa do desenvolvimento é classificado e não disponível para o homem comum na rua.

Apenas uma coerente ondas qualidade da onda de exposição. Agindo em conjunto, como uma vassoura lasca: um fácil de quebrar, combinada - lixo de varredura. propriedades de onda - de difracção, a interferência e de refracção - são característicos de todos os vibrações. Basta registar-se o efeito é difícil por causa da aleatoriedade do processo.

ondas coerentes não exibem dispersão. Eles mostram a mesma frequência e prisma igualmente desviado. Todos os exemplos da física de propagação de ondas são geralmente para oscilações coerentes. Na prática, temos que levar em conta a actual baixa largura espectral. Que impõe especialmente no processo de cálculo. Como é que o resultado real da relativa coerência das ondas - tentar responder a numerosos livros e publicações espalhadas com nomes complicados! resposta única não existe, é altamente dependente da situação específica.

pacotes de onda

Para facilitar a solução de tarefas práticas, você pode digitar, por exemplo, a definição de um pacote de ondas. Cada uma delas é subdividida em partes menores. Estas subseções interagir de forma coerente entre as frequências semelhantes de outro pacote. Tal método analítico é generalizada em engenharia de rádio e eletrônica. Em particular, o conceito de espectro foi originalmente introduzido para dar nas mãos de engenheiros ferramenta confiável para avaliar o comportamento sinal complexo, em certos casos. Estimado um pouco do impacto de cada oscilação harmônica no sistema, então o efeito líquido é a sua adição completa.

Portanto, ao avaliar os processos reais que não estão nem perto de ser coerente, é permitido quebrar o objeto de análise em componentes mais simples para avaliar o resultado do processo. O cálculo é simplificado usando a tecnologia de computador. experimentos computacionais mostram a precisão das fórmulas para a situação atual.

Na fase inicial da análise assume que os pacotes com pequena largura espectral talvez substituir condicionalmente oscilações harmónicas e subsequentemente a utilizar a directa e transformação inversa de Fourier para a avaliação resultado. As experiências mostraram que a variação de fase entre os pacotes seleccionados aumenta gradualmente (varia com um aumento gradual de dispersão). Mas para as três ondas da diferença está gradualmente suavizadas, consistente com a teoria declarado. Existem algumas limitações:

1. O espaço deve ser infinito e homogéneo (k-espaço).
2. A amplitude da onda não é atenuado com o aumento da distância, mas as alterações ao longo do tempo.

Prova-se que, em tal ambiente, cada onda consegue pegar um espectro finito, o que torna automaticamente possel análise da máquina e o espectro de interacção do pacote de ondas resultante amplia. Flutuações no facto de não considerado coerente, mas encontram-se descritos por sobreposição, mostrado abaixo. Quando o vector de onda ω (k) é determinada pela equação de dispersão; A CE reconheceu a amplitude de harmônicos considerados pacote; k - número de onda; r - coordenada espacial para o expoente representado pela equação é resolvida; t - tempo.

tempo de coerência

Na realidade, os diversos pacotes são coerentes apenas em um único intervalo. Uma outra diferença entre as fases se torna muito grande para aplicar a equação acima descrita. Para exibir as condições da possibilidade de cálculos, é introduzido o conceito de tempo de coerência.

Acredita-se que na fase de tempo inicial, todos os pacotes são idênticos. Selecionado fração elementar de ondas coerentes. Em seguida, o tempo necessário é como a relação entre o número de Pi para a largura espectral da embalagem. Se o tempo excedido coerente, neste porção não pode ser usado para oscilações de adição de fórmula superposição - fase diferem muito umas das outras. Onda não é mais coerente.

O pacote pode ser considerado, se for caracterizada por uma fase aleatória. Neste caso, a interação onda continua esquema diferente. Em seguida, são componentes de Fourier da dita fórmula para cálculos posteriores. E levado para calcular os outros dois componentes são tomadas a partir dos três pacotes. Este é um caso de coincidência com a teoria acima mencionado. Consequentemente, a equação mostra a dependência de todos os pacotes. Mais precisamente - o resultado disso.

Para melhores resultados, você precisa para embalar a largura espectro não exceda o número de pi dividido pelo tempo de resolver o problema de superposição coerente de ondas. Quando detuning frequência amplitudes harmónicas começar a oscilar, para obter resultados precisos é difícil. Por outro lado, para a fórmula de adição duas oscilações coerentes é simplificada para o máximo. A amplitude é a raiz quadrada da soma dos harmónicos originais no quadrado erguido e dobrado com o seu próprio produto duplo multiplicada pelo co-seno da diferença de fase. Para quantidades coerentes ângulo é zero, o resultado é, como já indicado acima, no máximo é obtida.

Juntamente com o tempo e o comprimento de coerência é usado, o termo "comprimento de um comboio", que é análogo ao segundo termo. À luz solar, esta distância é um mícron. O espectro da nossa estrela é muito ampla, de modo que explica a distância escassa onde a radiação é considerado coerente para si. Para comparação, o comprimento de descarga de gás de um comboio chega a 10 cm (mais de 100.000 vezes), enquanto que a radiação laser mantém as propriedades e as distâncias quilómetro.

Desde as ondas de rádio são muito mais fáceis. ressonadores de quartzo pode alcançar a coerência alta onda, que explica as manchas na área de recepção confiável fronteira com zonas de silêncio. Uma mudança semelhante se manifesta na imagem existente do curso do dia, o movimento da nuvem, e outros fatores. A alteração das condições de propagação da onda coerente, e a sobreposição da interferência afecta a cheio. Nas frequências de rádio, a baixo comprimento de coerência pode exceder o diâmetro do sistema solar.

condições adicionando dependem fortemente da forma da frente. O problema mais simples é resolvido por uma onda plana. Na verdade, a frente é geralmente esférica. Os pontos estão em fase na superfície da esfera. O infinitamente distante da condição de área de origem do avião pode tomar por certo, e para realizar novos cálculos estão dispostos a assumir o postulado. Quanto menor a frequência, mais fácil é criar as condições para a realização do cálculo. Por outro lado, as fontes de luz com uma frente esférica (lembre-se do Sol) é difícil de encaixar uma teoria coerente, escrito em livros didáticos.