Koherentné vlna

Koherentné vlny - vibrácie je rozdiel konštantná fáz. Samozrejme, že podmienka nie je v každom bode v priestore, len v niektorých oblastiach. Je zrejmé, že na splnenie definície frekvencie kmitania tiež predpokladá rovnať. Ďalšie vlny sú koherentné iba na určité oblasti priestoru, a potom dôjde k zmene fázového rozdielu, a táto definícia je použitá ešte.

zdôvodnenie

Koherentné vlny sú považované za zjednodušujúce, nedochádza v praxi. Matematická abstrakcie pomáha v mnohých vedných odborov: priestoru, fúzie a astrofyzikálne výskum, akustika, hudby, elektroniky a samozrejme optiky.

V reálnom svete aplikácií sa používajú zjednodušené metódy, vrátane last trohvolnovaya systému, použiteľnosť základy sú uvedené nižšie. Pre analýzu interakcie môže určiť, napríklad, hydrodynamické alebo kinetického modelu.

Riešenie rovníc pre koherentných vĺn umožňuje predvídať stabilitu systémov, ktoré pracujú na báze plazmy. Teoretické výpočty ukazujú, že niekedy amplitúda výsledok v krátkej dobe rastie do nekonečna. To znamená, že vytvára potenciálne výbušné situáciu. Riešenie rovnice pre koherentných vĺn, výber podmienok možné, aby sa zabránilo nepríjemné následky.

vymedziť

Spočiatku sme predstavili niekoľko definícií:

• Monochromatická vlna sa nazýva jednofrekvenčné. Šírka jeho spektra je nula. V grafe je to jediná harmonická.
• spektra signálu - grafické znázornenie amplitúdy harmonických komponovať, kde os x (os X, horizontálne) oneskorenia frekvencie. Spektrum sínusovej vlny (čiernobiely vlna) sa stáva jedinou spektrinka (vertikálne pomlčky).
• Fourierova transformácia (priame a inverzné), sa nazývajú rozklad komplexných harmonických kmitov na monochromatické a inverzné adičnej celé číslo od nesúrodé spektrinok.
• Analýza obvodov vlna sa nerobia na zložitých signálov. Namiesto toho, že je k rozkladu na jednotlivé sínusovej (monochromatické) harmonických pre každý relatívne jednoduché, aby vzorec popisujúci správanie. Pri výpočte na počítači je to dosť, aby analyzovať akúkoľvek situáciu.
• Každý neperiodický nekonečné spektrum signálu. Hranice sú rezané jeho rozumných medziach pred analýzou.
• Lúč priehyb nazýva difrakcie (vlna) z priamej dráhy v dôsledku interakcie s prenosovom prostredí. Napríklad, to je znázornené na prekonanie prekážky v prednej časti štrbiny.
• Rušenie jav známy ako superpozícia vĺn. kvôli ktorej tam je docela bizarné vzorec striedajúci pruhy svetla a tieňa.
• Lom sa nazýva lom vlny cestujú na rozhraní dvoch prostredí s rôznymi parametrami.

koncept koherencia

Sovietska encyklopédia hovorí, že vlny na rovnakej frekvencii vždy koherentné. To platí len pre jednotlivé pevné body v priestore. Fáza určuje výsledok pridávanie vibrácie. Napríklad, anti-fáza vlny s rovnakou amplitúdou dáva priamku. Takéto výkyvy sa navzájom rušia. Najväčší amplitúda vlny v in-fáze (fázového rozdielu je nula). Na tejto skutočnosti je založená na princípe lasera, zrkadlá a zaostrovacím systémom svetelných lúčov, najmä prijímanie žiarenia umožňuje prenášať dáta monštruózne vzdialenosti.

Podľa teórie interakcie kmitanie koherentné vlny tvoria interferenčné obrazec. V začiatočníka je otázka: žiarovka nejaví pruhované. Z prostého dôvodu, že žiarenie nie je rovnakú frekvenciu, ale leží vo vnútri úseku spektra. A krajiny, a decentné šírky. Vzhľadom k početnosti heterogenita vlny náhodné, nevykazujú ich teoreticky aj experimentálne v laboratórnych báze a osvedčené vlastnosti.

Má dobrú súdržnosť laserový lúč. Používa sa pre komunikáciu na veľké vzdialenosti s priamou viditeľnosť, a iné účely. Koherentné vlny potom šíri v priestore a na prijímači sa navzájom posilňujú. Lúč svetla roztrúsené frekvenčných efekty možno odpočítať. Možné zvoliť podmienky, že žiarenie vychádzajúce zo zdroja, ale prijímač nezaregistruje.

Obyčajné žiarovky, príliš nefunguje na plný výkon. Dosahujú účinnosť 100% pri súčasnom stave techniky nie je možné. Napríklad, výbojky trpia silnou frekvenčný disperzie. Pokiaľ ide o svetelných diód, zakladateľovi pojmu nanotechnológií sľub vytvoriť základné prvky pre výrobu polovodičových laserov, ale márne. Významnou súčasťou rozvoja je klasifikovaný a nie je k dispozícii pre obyčajného človeka na ulici.

Iba koherentné vlny kvalitné exponát vlna. Konajúce v zhode, ako triesky metla: jeden ľahko zlomiť, v kombinácii - zametať odpadky. vlnovej vlastnosti - difrakcia, interferencie a lom - sú charakteristické pre všetky vibrácie. Stačí sa zaregistrovať účinok je ťažké, pretože náhodnosti procesu.

Koherentné vlny nevykazujú rozptyl. Ukazujú rovnakú frekvenciu a rovnako vychýlenej hranol. Všetky príklady v fyziky šírenia vĺn, sú zvyčajne vzájomne súvisiace oscilácií. V praxi, musíme vziať do úvahy súčasná nízka spektrálna šírka. Ktorý ukladá najmä o výpočte procesu. Ako sa skutočným výsledkom relatívnej súdržnosti vĺn - pokúsiť sa odpovedať na rad kníh a publikácií rozptýlené so zložitými menami! Jednoznačná odpoveď neexistuje, je vysoko závislá na konkrétnu situáciu.

vlnovej balíky

S cieľom uľahčiť riešenie praktických úloh, môžete zadať napríklad definícia vlnového balíka. Každý z nich sa ďalej členia na menšie časti. Tieto podsekcie vzájomne súvisle medzi podobnými frekvenciami iného obalu. Takáto analytická metóda je rozšírená v rádiotechniky a elektroniky. Konkrétne pojem spektrum bolo pôvodne zavedený, aby do rúk inžinierov spoľahlivý nástroj pre vyhodnotenie komplexné správanie signálu v určitých prípadoch. Odhaduje sa trochu vplyvu každej harmonickej oscilácie v systéme, potom je čistý dopad ich plné sčítanie.

Preto pri posudzovaní skutočnej procesy, ktoré nie sú ani zďaleka byť súdržné, je prípustné rozdeliť predmet analýzy do najjednoduchších zložiek posúdiť výsledok procesu. Výpočet je zjednodušené pomocou počítačovej technológie. Počítačové experimenty ukazujú presnosť vzorcov pre aktuálnu situáciu.

V počiatočnej fáze analýzy predpokladajú, že pakety s malým spektrálna šírkou možná podmienečne nahradiť harmonické kmity a následne použiť priama a inverzná Fourierova transformácia pre vyhodnocovanie Výsledok. Experimenty ukázali, že rozdiel vo fáze medzi vybranými pakety sa postupne zvyšuje (mení s postupným zvyšovaním rozptylu). Ale pre všetky tri vlny rozdielu postupne vyhladzuje, v súlade s vyššie uvedenými teóriou. Existujú určité obmedzenia:

1. Priestor by mal byť nekonečný a homogénne (k-space).
2. Amplitúda vlny nie je zoslabený so zvyšujúcou sa vzdialenosťou, ale zmeny v priebehu času.

Je dokázané, že v takom prostredí, každá vlna podarí vyzdvihnúť konečný spektrum, ktoré automaticky umožňuje analýzu stroje a interakčné spektrum výslednej vlnový balík rozširuje. Kolísanie skutočnosti nie sú považované za koherentné, ale sú popísané superpozíciou, je uvedené nižšie. V prípade, že vlna vektor ω (k) je určená rovnicou disperzie; Európska komisia uznala amplitúdu harmonickej považujú paketu; k - vlnové číslo; r - priestorové súradnicu pre exponent vyjadrený rovnicou je riešená; t - čas.

doba koherencia

V skutočnosti, rôzne balíčky sú koherentné iba na jednom intervale. Ďalší rozdiel medzi fázami príliš veľké, aby použiť vyššie popísané rovnice. Pre zobrazenie podmienky možnosti výpočtov, je zavedený pojem doba koherencie.

Predpokladá sa, že v počiatočnej fáze čase, všetky balíky sú identické. Vybraná základné zlomok koherentných vĺn. Potom sa požadovaná doba je pomer počtu Pi na spektrálnej šírke obale. Ak uplynula koherentné, v tejto časti nie je možné použiť pre superpozícii vzorce adičných kmitov - fáza príliš líšiť od seba navzájom. Wave už nie je koherentná.

môže byť považovaná za balíček, v prípade, že sa vyznačuje tým, náhodné fázy. V tomto prípade sa interakcie vlna prejde na iný režim. Potom sú Fourierovy zložky uvedeného vzorca pre ďalšie výpočty. A prevezený do výpočtu ďalšie dve zložky sú prevzaté z troch balíčkov. To je prípad koincidencie s teóriou je uvedené vyššie. V dôsledku toho je rovnica ukazuje závislosť všetkých balíčkov. Presnejšie - pridanie výsledok.

Pre dosiahnutie najlepších výsledkov, je potrebné zabaliť šírku spektra neprekročí počet pí deleným dobe vyriešiť problém koherentné superpozícii vĺn. Keď rozladenie frekvencia harmonické amplitúdy začnú oscilovať na získanie presných výsledkov je ťažké. Naopak, pre dvoch koherentné oscilácie adičnej vzorca zjednodušené na maximum. Amplitúda je druhá odmocnina zo súčtu pôvodných harmonických na námestí postavený a zložené s vlastným dvojitým výrobku vynásobené kosínusu fázového rozdielu. Pre koherentnej množstvo uhol je nulový, výsledkom je, ako už bolo uvedené vyššie, maximálna získa.

Spolu s časom a koherenční dĺžka sa používa, termín "dĺžka vlaku", ktorý je analogický s druhý termín. Slnečnému žiareniu, táto vzdialenosť je jeden mikrón. Spektrum našej hviezdy je veľmi široká, takže vysvetľuje skromné ​​vzdialenosti, kde je žiarenie považovaná za koherentná k sebe. Pre porovnanie, je dĺžka vypúšťanie plynu z vlaku dosiahne 10 cm (viac ako 100.000 x), zatiaľ čo laserové žiarenie udržiava vlastnosti a kilometer vzdialenosti.

Vzhľadom k tomu, rádiové vlny sú oveľa jednoduchšie. Kremeň rezonátory možno dosiahnuť vysokú vlnovej súdržnosti, čo vysvetľuje Škvrny na spoľahlivú recepcii hraničiace zóny ticha. Podobná zmena sa prejaví v súčasnom obraze priebehu dňa, pohyb oblačnosti a ďalších faktoroch. Zmena podmienkach šírenie koherentné vlny, a superpozícia rušenie ovplyvňuje plný. V rádiových frekvencií pri nízkej koherenční dĺžka môže byť väčší ako priemer slnečnej sústavy.

pridanie podmienok silne závisí na tvare prednej strany. Najjednoduchšie problém je vyriešený pre rovinné vlny. V skutočnosti, predná strana je zvyčajne guľovitý. Tieto body sú vo fáze na povrchu gule. Nekonečne vzdialené od zdrojovej oblasti podmienkou, že lietadlo mohlo považujeme za samozrejmosť, a vykonávať ďalšie výpočty sú ochotní prijať postulát. Čím nižšia frekvencia, tým ľahšie je vytvoriť podmienky na vykonanie výpočtu. Naopak, svetelné zdroje s guľovou prednej strane (pamätať Slnka), je ťažké, aby sa zmestili koherentné teórie, ktoré v učebniciach.