ความแตกต่างของเฟส vs ความแตกต่างของเส้นทาง
ความแตกต่างของเฟสและความแตกต่างของเส้นทางเป็นสองแนวคิดที่สำคัญมากในด้านทัศนศาสตร์ ปรากฏการณ์เหล่านี้พบเห็นได้ในปัญหาของแบบจำลองคลื่นของแสงซึ่งรับแสงเป็นคลื่นเดินทาง ทั้งความต่างของเส้นทางและความแตกต่างของเฟสมีความสำคัญมากในการอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น การทดลองช่องกรีดคู่ของ Young, การเลี้ยวเบนของช่องเดี่ยว, วงแหวนของนิวตัน, การแทรกสอดของฟิล์มบาง, การทดลองกระจกสองชั้นของเฟรสเนล, การเลี้ยวเบนของเฟรสเนล, การเลี้ยวเบนของเกรตติ้ง และเพลตโซน. ปรากฏการณ์เหล่านี้ยังมีการใช้งานเช่น Cornu spiral และ Fresnel biprismในบทความนี้ เราจะพูดถึงในเชิงลึกว่าความแตกต่างของเฟสและความแตกต่างของเส้นทางคืออะไร และความสำคัญ การใช้งาน และความแตกต่างของเฟสนั้นคืออะไร
ความแตกต่างของเฟส
เพื่อให้เข้าใจถึงความแตกต่างของเฟส ก่อนอื่นต้องเข้าใจก่อนว่า "เฟส" คืออะไร คลื่นเดินทางสามารถกำหนดได้โดยใช้สมการ Y(x)=บาป (ωt – kx) โดยที่ Y(x) คือการกระจัดบนแกน y ที่จุด x, A คือแอมพลิจูดของคลื่น ω คือความถี่เชิงมุม ของคลื่น t คือเวลา k คือเวกเตอร์คลื่นหรือบางครั้งเรียกว่าหมายเลขคลื่น x คือค่าบนแกน x เฟสของคลื่นสามารถตีความได้หลายวิธี โดยทั่วไปแล้วมันคือส่วน (ωt – kx) ของคลื่น จะเห็นได้ว่าที่ t=0 และ x=0 เฟสก็เป็น 0 เช่นกัน ωt คือจำนวนรอบการหมุนทั้งหมดที่แหล่งกำเนิดคลื่นกระทำเมื่อเวลาคือ t (ωt – kx) คือมุมรวมของแหล่งกำเนิด ได้หัน ความแตกต่างของเฟสมีประโยชน์เฉพาะเมื่อเป็นคลื่นที่มีความถี่เท่ากัน ความแตกต่างของเฟสบอกว่าคลื่นมีความล่าช้าหรือนำไปสู่คลื่นอื่นมากน้อยเพียงใดถ้าคลื่นสองคลื่นแทรกแซงและความแตกต่างของเฟสเป็นศูนย์ แอมพลิจูดของคลื่นที่ได้คือการเพิ่มของคลื่นตกกระทบสองคลื่น ถ้าเฟสต่างกัน 180° หรือ π เรเดียน ผลลัพธ์จะเป็นการลบระหว่างแอมพลิจูดทั้งสอง
ความแตกต่างของเส้นทาง
ความแตกต่างของเส้นทางของคลื่นสองคลื่นสามารถแยกออกเป็นสองประเภท อันแรกคือความแตกต่างของเส้นทางทางกายภาพและอันที่สองคือความแตกต่างของเส้นทางออปติคัล ความแตกต่างของเส้นทางทางกายภาพคือความแตกต่างที่วัดได้ระหว่างสองเส้นทางที่คลื่นทั้งสองใช้ ความแตกต่างของเส้นทางแสงคือการเพิ่มองค์ประกอบเส้นทางแต่ละตัวคูณด้วยดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลางที่องค์ประกอบเส้นทางอยู่ สามารถแสดงทางคณิตศาสตร์เป็นอินทิกรัลของ n(x) dx
ความแตกต่างระหว่างความแตกต่างของเส้นทางและความแตกต่างของเฟสคืออะไร
– ทั้งความแตกต่างของเส้นทางและความแตกต่างของเฟสมีส่วนในการกระจัดของคลื่นผลลัพธ์อย่างเท่าเทียมกัน
– ความแตกต่างของเส้นทางเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของเส้นทางที่ใช้และดัชนีการหักเหของแสงของสื่อในแต่ละเส้นทาง ในขณะที่ความแตกต่างของเฟสส่วนใหญ่เกิดขึ้นเนื่องจากการกลับเฟสของคลื่นเมื่อมีการสะท้อนอย่างหนัก
– ความแตกต่างของเส้นทางวัดเป็นเมตร ในขณะที่ความต่างของเฟสคือมุมที่วัดเป็นเรเดียนหรือองศา