Prawa Fresnela-Arago - Fresnel–Arago laws

Prawa Fresnela-Arago to trzy prawa, które podsumowują niektóre z ważniejszych właściwości interferencji między światłem o różnych stanach polaryzacji . Augustin-Jean Fresnel i François Arago , obaj odkryli prawa, które noszą ich imię.

Prawa są następujące:

1. Dwie ortogonalne , spójne liniowo spolaryzowane fale nie mogą interferować.
2. Dwie równoległe spójne liniowo spolaryzowane fale będą interferować w taki sam sposób, jak naturalne światło .
3. Dwa składowe ortogonalne, liniowo spolaryzowane stany naturalnego światła nie mogą interferować w celu utworzenia łatwo obserwowalnego wzoru interferencji, nawet jeśli są obrócone do wyrównania (ponieważ są niespójne).

Można to lepiej zrozumieć, biorąc pod uwagę dwie fale, podane przez formę i , gdzie pogrubiona czcionka wskazuje, że odpowiednia wielkość jest wektorem , interferującym. Wiemy, że natężenie światła rośnie wraz z kwadratem pola elektrycznego (w rzeczywistości, gdzie nawiasy kątowe oznaczają średnią czasową), więc po prostu dodajemy pola przed ich podniesieniem do kwadratu. Rozległa algebra daje człon interferencyjny w natężeniu fali wypadkowej, a mianowicie:, gdzie oznacza różnicę faz wynikającą z połączonej długości ścieżki i początkowej różnicy kąta fazowego. ${\ Displaystyle \ mathbf {E_ {1}} (\ mathbf {r}, t) = \ mathbf {E} _ {01} \ cos (\ mathbf {k_ {1} \ cdot r} - \ omega t + \ epsilon _ {1})}$${\ Displaystyle \ mathbf {E_ {2}} (\ mathbf {r}, t) = \ mathbf {E} _ {02} \ cos (\ mathbf {k_ {2} \ cdot r} - \ omega t + \ epsilon _ {2})}$${\ Displaystyle I = \ epsilon v \ langle \ mathbf {E} ^ {2} \ rangle _ {T}}$${\ Displaystyle I_ {12} = \ epsilon v \ mathbf {E_ {01} \ cdot E_ {02}} \ cos \ delta}$${\ Displaystyle \ delta = (\ mathbf {k_ {1} \ cdot r-k_ {2} \ cdot r} + \ epsilon _ {1} - \ epsilon _ {2})}$

Teraz widać, że jeśli jest prostopadła do (jak w przypadku pierwszego prawa Fresnela-Arago) i nie ma żadnej ingerencji. Z drugiej strony, jeśli jest równoległy do (jak w przypadku drugiego prawa Fresnela-Arago), składnik interferencyjny powoduje zmianę natężenia światła odpowiadającą . Wreszcie, jeśli naturalne światło zostanie rozłożone na ortogonalne liniowe polaryzacje (jak w trzecim prawie Fresnela-Arago), stany te są niespójne, co oznacza, że ​​różnica faz będzie się zmieniać tak szybko i losowo, że po uśrednieniu czasu mamy , więc znowu i nie ma kolizji (nawet jeśli jest obrócona tak, że jest równoległa do ). ${\ displaystyle \ mathbf {E_ {01}}}$${\ displaystyle \ mathbf {E_ {02}}}$${\ displaystyle I_ {12} = 0}$${\ displaystyle \ mathbf {E_ {01}}}$${\ displaystyle \ mathbf {E_ {02}}}$${\ displaystyle \ cos \ delta}$${\ displaystyle \ delta}$${\ Displaystyle \ langle \ cos \ delta \ rangle _ {T} = 0}$${\ displaystyle I_ {12} = 0}$${\ displaystyle \ mathbf {E_ {01}}}$${\ displaystyle \ mathbf {E_ {02}}}$

Bibliografia

Ten artykuł dotyczący optyki to skrót . Możesz pomóc Wikipedii, rozbudowując ją . v t mi