Fáziskülönbség vs útvonalkülönbség
A fáziskülönbség és az útkülönbség két nagyon fontos fogalom az optikában. Ezek a jelenségek a fény hullámmodelljének problémáiban láthatók, amely a fényt utazó hullámnak tekinti. Mind az útkülönbség, mind a fáziskülönbség nagyon fontos az olyan jelenségek magyarázatánál, mint a Young-féle kettős rés kísérlet, az egyrés diffrakció, a Newton-gyűrűk, a vékonyréteg-interferencia, a Fresnel-féle kettős tükör kísérlet, a Fresnel-diffrakció, a diffrakciós rácsok és a zónalemezek.. Ezeknek a jelenségeknek is vannak alkalmazásai, mint például a Cornu-spirál és a Fresnel-biprizma. Ebben a cikkben részletesen megvitatjuk, mi a fáziskülönbség és az útkülönbség, valamint ezek jelentőségéről, alkalmazásáról és különbségeiről.
Fáziskülönbség
A fáziskülönbség megértéséhez először meg kell értenünk, mi az a „fázis”. Egy haladó hullám az Y(x)=A sin (ωt – kx) egyenlettel definiálható, ahol Y(x) az y tengely elmozdulása az x pontban, A a hullám amplitúdója, ω a szögfrekvencia A hullám t az idő, k a hullámvektor vagy néha hullámszám, x az x tengely értéke. A hullám fázisa többféleképpen értelmezhető. A leggyakoribb az, hogy ez a hullám (ωt – kx) része. Látható, hogy t=0 és x=0 esetén a fázis is 0. ωt a hullámforrás által megtett összes fordulatok száma, amikor az idő t, (ωt – kx) a forrás teljes szöge. Megfordult. A fáziskülönbség csak akkor hasznos, ha azonos frekvenciájú hullámokról van szó. A fáziskülönbség megmutatja, hogy egy hullám mennyire késik vagy vezet egy másik hullámhoz képest. Ha két hullám interferál, és a fáziskülönbségük nulla, az eredményül kapott hullám amplitúdója a két beeső hullám összeadása; ha a fáziskülönbség 180° vagy π radián, akkor az eredmény a két amplitúdó közötti kivonás.
Útvonalbeli különbség
Két hullám útkülönbsége két kategóriába sorolható. Az első a fizikai útkülönbség, a második pedig az optikai útkülönbség. A fizikai útkülönbség a két hullám által megtett két útvonal közötti mért különbség. Az optikai útkülönbség az egyes útvonalelemek összeadása, megszorozva annak a közegnek a törésmutatójával, amelyben az útelem található. Matematikailag n(x) dx integráljaként jelölhető.
Mi a különbség az út- és a fáziskülönbség között?
– Az útkülönbség és a fáziskülönbség egyaránt hozzájárul az eredő hullám elmozdulásához.
– Útvonal-különbség a megtett útvonal és a közegek törésmutatóinak különbségéből adódik az egyes útvonalakon, míg a fáziskülönbség főként a hullámok fázisfordítása miatt következik be kemény visszaverődés esetén.
– Az útkülönbséget méterben mérik, míg a fáziskülönbséget radiánban vagy fokban mért szög.
