Unterschied zwischen Beugung und Interferenz

Beugung und Interferenz sind zwei Phänomene, die auf dem Prinzip der Überlagerung von Wellen beruhen. In der Vergangenheit gab es einen großen Unterschied zwischen diesen beiden Phänomenen, zwischen denen es keine grundlegenden Unterschiede gibt. Die Interferenz ist nämlich das Ergebnis der Überlagerung der Titration zweier Wellen, die synchron mit einem gewissen Unterschied in der Phase titriert werden. Während Beugung ist das Ergebnis der Überlagerung und des Kontinuums von Wellen und / oder Quellen, die wiederum synchron sind und bestimmte Phasenverhältnisse haben.

Was ist Beugung??

Unter dem Begriff Beugung betrachten wir das Ergebnis der Überlagerung des Kontinuums der unterschiedlich angeordneten Quellen gleicher Frequenz der phasenkohärenten Quellen. Zur Vereinfachung der Berechnung können wir die Näherung verwenden, bei der die Abmessungen der Quelle und / oder der Apertur, durch die die Strahlung abgegeben wird, klein sind, verglichen mit der Entfernung, bei der das Ergebnis des Beugungsphänomens berücksichtigt wird. In Berechnungen hat sich das Hygens-Prinzip als sehr hilfreich erwiesen. Das Hygens-Prinzip besagt, dass alle diese Punkte der Wellenfront als Wellenquellen betrachtet werden können, die kohärent oszillieren. Wenn wir beispielsweise einen Vorhang haben, der die Ausbreitung von Wellen verhindert, und wir eine kleine Öffnung darauf machen, sind alle Punkte der gleichen Phase zwischen den Kanten der Öffnung kohärente Quellen der neuen Welle. Wenn die ursprüngliche Schwingungsquelle in Bezug auf die Punktquelle () weit genug ist, können die Verbindungspunkte der Löcher der Öffnung natürlich als synchrone Schwingungsquellen für das Beugungsphänomen betrachtet werden. Das optische Beugungsgitter wird mit einer Glasplatte (Gitter) mit einer großen Anzahl von parallelen Flecken auf gleichen Verbindungen durchgeführt. Ein Beugungsgitter wird verwendet, um ein Lichtbeugungsmuster mit hoher Intensität hervorzurufen. Bedingungen für die Bildung von Beugungsmaximum und -minimum sind:

maximale Beugung: dsinφ = n Λ

Beugungsminimum: dsinφ = (2n + 1) Λ / 2

Dabei ist d die Konstante des Beugungsgitters, Λ ist die Wellenlänge und n - die ganze Zahl mit Werten = 1, 2, 3…

Was ist Interferenz??

Bei der Überlagerung zweier mechanischer Wellen kann es zu einer konstruktiven und destruktiven Interferenz kommen. Bei konstruktiver Interferenz ist die resultierende Amplitude größer als jede einzelne Wellenamplitude, die diese Überlagerung bewirkt, während bei destruktiver Interferenz die resultierende Amplitude niedriger ist als jede Amplitude der einzelnen Wellen, die diese Interferenz bewirken. Grundsätzlich werden alle Interferenzen mit den Lichtwellen verstärkt, wenn das elektromagnetische Feld, das die einzelnen Wellen enthält, der resultierenden Welle überlagert wird. Wenn zwei Lampen nebeneinander angeordnet sind, werden keine Interferenzen erkannt, da die Wellen der einen Lampe unabhängig von den Wellen der anderen Lampe abgegeben werden. Die Emissionen dieser beiden Lampen haben keine konstanten Phasenunterschiede. Lichtwellen von gewöhnlichen Quellen wie einer Birne werden durch zufällige Änderungen mit einer Stärke von 10-8 Sekunden verursacht. Folglich sind die Bedingungen für die konstruktive Interferenz, die destruktive Interferenz oder die intermittierende Dauer größer als 10-8s Größenfolgen. Da das Auge solche kurzzeitigen Änderungen nicht beobachten kann, wurde keine Interferenz festgestellt. Die Quellen, in denen sich die Phasendifferenz schnell ändert, werden als nicht kohärent bezeichnet. Um eine nachhaltige Interferenz zu haben, die beobachtet werden kann, müssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein: Die Quelle muss kohärent sein (die Phasendifferenz muss konstant sein, eine in Bezug zu der anderen), die Quelle sollte monochromatisch sein (Quelle einer Wellenlänge). Um ein stabiles Interferenzmuster zu erhalten, müssen Wellen vorhanden sein, zwischen denen die Phasendifferenz konstant ist. Zum Beispiel können Schallwellen, die von zwei nebeneinander angeordneten Lautsprechern abgegeben werden, die an einen Verstärker angeschlossen sind, miteinander interferieren, da diese beiden Lautsprecher kohärent sind. Dies liegt daran, dass beide Lautsprecher an den gleichen Verstärker angeschlossen sind, so dass sie gleichzeitig auf den Verstärker reagieren. Das grundlegende Prinzip zur Erzielung von zwei kohärenten Lichtquellen ist die Verwendung einer monochromatischen Quelle bei einem Hindernis mit zwei Öffnungen (Rissen). Das Licht, das an diesen beiden Rissen austritt, ist kohärent, da es aus derselben Quelle stammt.

Unterschied zwischen Beugung und Interferenz

1) Definition von Beugung und Interferenz

Interferenz ist das Auftreten der Konkordanz zweier monochromatischer kohärenter Lichtstrahlen, was zu einer maximalen Zunahme oder Abschwächung der Lichtintensität führt.

Beugung ist das Auftreten einer Welle, die sich aus der ursprünglichen Streckrichtung (Bildung neuer Ausbreitungslinien) beim Auftreffen auf ein Hindernis verschiebt.

2) Beugungs- und Interferenzbedingungen

Damit Interferenzen auftreten können, sollten die Wellenquellen kohärent und monochromatisch sein. ich

Im Falle einer Beugung sollte die Welle eine ähnliche Größe wie ein Hindernis in einer Barriere haben.

Beugung vs. Interferenz: Vergleichstabelle

Zusammenfassung von Beugung und Interferenz

• Beugung ist ein Phänomen, das oft mit Interferenzen verwechselt wird. Interferenzen treten dort auf, wo die beiden Wellen miteinander interagieren, sodass sie einfach algebraisch summiert werden. Die Beugung würde eine Interferenz verursachen, jedoch mit einem signifikanten Unterschied - es gibt nur eine Wellenquelle
• Um zu interferieren, müssen die Wellen kohärent sein - gleiche Frequenz, gleiche Schwingungsrichtung und konstante Phasendifferenz. Bei der Beugung müssen die Größe des Hindernisses und die Wellenlänge des Lichts ein bestimmtes Verhältnis haben