Интерферометрическая видимость

Интерферометрическая видимость (также известный как видимость помех и видимость интерференционных полос , или только видимость когда это в контексте) квантифицирует контраст от помех в любой системе , которая имеет волнообразное свойство, такие как оптики , квантовую механика , водные волны, звуковые волны, или электрические сигналы. Как правило, две или более волны объединяются, и по мере изменения разности фаз между ними мощность или интенсивность (вероятность или совокупность в квантовой механике) образовавшейся волны колеблется, образуя интерференционную картину. Картина может быть видна сразу, потому что разность фаз меняется в зависимости от пространства, как в эксперименте с двумя щелями. В качестве альтернативы, разность фаз может регулироваться оператором вручную, например, путем регулировки ручки нониуса в интерферометре . Отношение размера или амплитуды ^{[ требуется пояснение ]} этих колебаний к сумме мощностей отдельных волн определяется как видимость.

Интерферометрическая видимость дает практический способ измерить когерентность двух волн (или одной волны с самой собой). Теоретическое определение согласованности дается степенью согласованности с использованием понятия корреляции.

Видимость в оптике [ править ]

В линейных оптических интерферометров ^{[ разъяснение необходимости ]} (как интерферометра Маха-Цандера , интерферометра Майкельсона и Саньяка интерферометра ), интерференции проявляется в виде интенсивности колебаний с течением времени или в пространстве, также называемые интерференционные полосы . В этих условиях интерферометрическая видимость также известна как «видимость Майкельсона» ^[1] или «краевая видимость». Для этого типа интерференции сумма интенсивностей (мощностей) двух мешающих волн равна средней интенсивности в заданной временной или пространственной области. Видимость записывается как: ^[2]

{\ displaystyle \ nu = A / {\ bar {I}},}

с точки зрения огибающей амплитуды колебаний и средней интенсивности:

{\ displaystyle A = (I _ {\ max} -I _ {\ min}) / 2,}

{\ displaystyle {\ bar {I}} = (I _ {\ max} + I _ {\ min}) / 2.}

Поэтому его можно переписать так: ^[3]

{\ displaystyle \ nu = {\ frac {I _ {\ max} -I _ {\ min}} {I _ {\ max} + I _ {\ min}}},}

где I _max - максимальная интенсивность колебаний, I _min - минимальная интенсивность колебаний. Если два оптических поля являются идеально монохроматическими (состоящими только из одной длины волны) точечными источниками с одинаковой поляризацией , то прогнозируемая видимость будет

{\ displaystyle \ nu = {\ frac {2 {\ sqrt {I_ {1} I_ {2}}}} {I_ {1} + I_ {2}}},}

где и указывают интенсивность соответствующей волны. Любое различие между оптическими полями уменьшит видимость от идеальной. В этом смысле видимость - это мера когерентности между двумя оптическими полями. Теоретическое определение этого дается степенью согласованности . Это определение помех напрямую относится к помехам водных волн и электрических сигналов. ${\ displaystyle I_ {1}}$ ${\ displaystyle I_ {2}}$

Видимость в интерферометре Маха – Цендера, Майкельсона или Саньяка.

Видимость аналогичным образом определяется при двухщелевой интерференции. Однако теперь максимальные и минимальные значения меняются в зависимости от интерференционной картины. Пример показывает видимость 80% (т.е. 0,8).

Видимость в квантовой механике [ править ]

Поскольку уравнение Шредингера является волновым уравнением, и все объекты могут рассматриваться как волны в квантовой механике , интерференция является повсеместной. Некоторые примеры: конденсаты Бозе – Эйнштейна могут иметь интерференционные полосы. Атомные населенности показывают интерференцию в интерферометре Рэмси . Фотоны, атомы, электроны, нейтроны и молекулы показали интерференцию в двухщелевых интерферометрах .

Видимость в интерференции Хонга – У – Манделя . При больших задержках фотоны не мешают. При нулевых задержках обнаружение совпадающих пар фотонов подавляется.

См. Также [ править ]

Степень согласованности
Интерферометрия
Оптическая интерферометрия
Список типов интерферометров
Эффект Хонга – Оу – Манделя

Ссылки [ править ]

^ http://scienceworld.wolfram.com/physics/FringeVisibility.html
^ [1]
^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 22 января 2017 года . Проверено 25 сентября 2016 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )

Внешние ссылки [ править ]

Стедман Обзор эффекта Саньяка

[1] ttp://scienceworld.wolfram.com/physics/FringeVisibility.html

[2] [1]

[3] «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 22 января 2017 года . Проверено 25 сентября 2016 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )

[1]