Matumizi ya kuingiliwa, kuingiliwa kwa filamu nyembamba

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Leo tutazungumza kuhusu matumizi ya kuingiliwa katika sayansi na maisha ya kila siku, kufichua maana ya kimwili ya jambo hili na kueleza kuhusu historia ya ugunduzi wake.

Ufafanuzi na usambazaji

Kabla ya kuzungumza juu ya umuhimu wa jambo katika asili na teknolojia, kwanza unahitaji kutoa ufafanuzi. Leo tunazingatia jambo ambalo watoto wa shule husoma katika masomo ya fizikia. Kwa hivyo, kabla ya kuelezea matumizi ya vitendo ya kuingiliwa, hebu tugeuke kwenye kitabu cha kiada.

Kuanza, ni lazima ieleweke kwamba jambo hili linatumika kwa aina zote za mawimbi: yale yanayotokea juu ya uso wa maji au wakati wa utafiti. Kwa hiyo, kuingiliwa ni ongezeko au kupunguzwa kwa amplitude ya mawimbi mawili au zaidi ya mawimbi, ambayo hutokea ikiwa hukutana kwa hatua moja katika nafasi. Upeo katika kesi hii huitwa antinodes, na minima huitwa nodes. Ufafanuzi huu unajumuisha baadhi ya vipengele vya michakato ya oscillatory, ambayo tutaonyesha baadaye kidogo.

Picha inayotokana na mawimbi ya juu juu ya kila mmoja (na kunaweza kuwa na mengi) inategemea tu tofauti ya awamu ambayo oscillations huja kwenye hatua moja katika nafasi.

Nuru pia ni wimbi

Wanasayansi walifikia hitimisho hili tayari katika karne ya kumi na sita. Misingi ya macho kama sayansi iliwekwa na mwanasayansi maarufu wa Kiingereza Isaac Newton. Ni yeye ambaye alitambua kwanza kuwa mwanga una vipengele fulani, kiasi ambacho huamua rangi yake. Mwanasayansi aligundua jambo la utawanyiko na kinzani. Na alikuwa wa kwanza kuona kuingiliwa kwa mwanga kwenye lenses. Newton alisoma sifa za miale kama vile pembe ya kinzani katika vyombo vya habari tofauti, kinzani mara mbili, na ubaguzi. Anahesabiwa kwa matumizi ya kwanza ya kuingiliwa kwa mawimbi kwa manufaa ya wanadamu. Na Newton ndiye aliyegundua kuwa kama mwanga haungekuwa mitetemo, haungeonyesha sifa hizi zote.

Sifa nyepesi

Sifa za wimbi la mwanga ni pamoja na:

1. Urefu wa mawimbi. Huu ni umbali kati ya miinuko miwili iliyo karibu ya swing moja. Ni urefu wa wimbi ambao huamua rangi na nishati ya mionzi inayoonekana.
2. Marudio. Hii ni idadi ya mawimbi kamili ambayo yanaweza kutokea kwa sekunde moja. Thamani inaonyeshwa katika Hertz na inawiana kinyume na urefu wa wimbi.
3. Amplitude. Huu ni "urefu" au "kina" cha oscillation. Thamani hubadilika moja kwa moja wakati oscillations mbili zinaingilia kati. Amplitude inaonyesha jinsi uwanja wa sumakuumeme ulivyovurugwa ili kutoa wimbi hili. Pia huweka uthabiti wa uga.
4. Awamu ya wimbi. Hii ni sehemu ya oscillation ambayo inafikiwa kwa wakati fulani. Ikiwa mawimbi mawili yatakutana katika hatua moja wakati wa mwingiliano, basi tofauti yao ya awamu itaonyeshwa katika vitengo vya π.
5. Mionzi madhubuti ya sumakuumeme inaitwa nasifa sawa. Mshikamano wa mawimbi mawili unamaanisha uthabiti wa tofauti zao za awamu. Hakuna vyanzo vya asili vya mionzi hiyo, imeundwa kwa njia ya bandia tu.

Maombi ya kwanza ni ya kisayansi

Bwana Isaac alifanya kazi kwa bidii na kwa bidii katika mali ya nuru. Aliona jinsi miale ya miale inavyofanya kazi inapokutana na prism, silinda, sahani, na lenzi kutoka kwa vyombo mbalimbali vya habari vinavyoonyesha uwazi. Wakati fulani, Newton aliweka lenzi ya glasi mbonyeo kwenye sahani ya glasi yenye uso uliopinda chini na kuelekeza mkondo wa miale sambamba kwenye muundo. Kama matokeo, pete zenye radially na giza hutofautiana kutoka katikati ya lensi. Mwanasayansi mara moja alidhani kwamba jambo kama hilo linaweza kuzingatiwa tu ikiwa kuna mali ya mara kwa mara kwenye nuru ambayo inazima boriti mahali fulani, na mahali fulani, kinyume chake, inaiongeza. Kwa kuwa umbali kati ya pete ulitegemea mzingo wa lenzi, Newton aliweza kuhesabu takriban urefu wa wimbi la oscillation. Kwa hivyo, mwanasayansi wa Kiingereza kwa mara ya kwanza alipata matumizi halisi ya jambo la kuingiliwa.

Kuingilia kati

Tafiti zaidi za sifa za mwanga zinazohitajika kuweka na kufanya majaribio mapya. Kwanza, wanasayansi walijifunza jinsi ya kuunda mihimili madhubuti kutoka kwa vyanzo tofauti tofauti. Kwa kufanya hivyo, mtiririko kutoka kwa taa, mshumaa au jua uligawanywa katika mbili kwa kutumia vifaa vya macho. Kwa mfano, wakati boriti inapiga sahani ya kioo kwa pembe ya digrii 45, kisha sehemu yakeinarudiwa na kupita, na sehemu inaonyeshwa. Ikiwa mito hii inafanywa sambamba kwa msaada wa lenses na prisms, tofauti ya awamu ndani yao itakuwa mara kwa mara. Na ili katika majaribio mwanga usitoke kama feni kutoka kwa chanzo cha uhakika, boriti ilifanywa sambamba kwa kutumia lenzi ya umakini wa karibu.

Wanasayansi walipojifunza hila hizi zote kwa kutumia mwanga, walianza kuchunguza jambo la kuingiliwa kwa mashimo mbalimbali, ikiwa ni pamoja na mpasuko mwembamba au mfululizo wa mpasuo.

Kuingilia na kutofautiana

Tabia iliyoelezwa hapo juu iliwezekana kutokana na sifa nyingine ya mwanga - diffraction. Kushinda kikwazo kidogo cha kutosha kulinganishwa na urefu wa wimbi, oscillation inaweza kubadilisha mwelekeo wa uenezi wake. Kwa sababu ya hii, baada ya mgawanyiko mwembamba, sehemu ya boriti hubadilisha mwelekeo wa uenezi na kuingiliana na mihimili ambayo haikubadilisha angle ya mwelekeo. Kwa hivyo, matumizi ya mwingiliano na utofautishaji hayawezi kutenganishwa kutoka kwa kila jingine.

Miundo na uhalisia

Hadi kufikia hapa, tumetumia kielelezo cha ulimwengu bora ambamo miale yote ya mwanga inawiana na kushikamana. Pia, katika maelezo rahisi zaidi ya kuingiliwa, ina maana kwamba mionzi yenye urefu sawa wa wavelengths daima hukutana. Lakini kwa ukweli, kila kitu sivyo: nuru mara nyingi ni nyeupe, ina vibrations zote za sumakuumeme ambazo Jua hutoa. Hii ina maana kwamba kuingiliwa hutokea kwa mujibu wa sheria ngumu zaidi.

filamu nyembamba

Mfano dhahiri zaidi wa aina hiimwingiliano wa mwanga ni tukio la mwanga wa mwanga kwenye filamu nyembamba. Wakati kuna tone la petroli katika dimbwi la jiji, uso humeta na rangi zote za upinde wa mvua. Na haya ni matokeo ya kuingiliwa.

Mwangaza huanguka juu ya uso wa filamu, kurushwa nyuma, kuangukia kwenye mpaka wa petroli na maji, huakisiwa, na kugeuzwa tena. Matokeo yake, wimbi hukutana yenyewe wakati wa kutoka. Kwa hivyo, mawimbi yote yanakandamizwa, isipokuwa kwa wale ambao hali moja imeridhika: unene wa filamu ni nyingi ya urefu wa nusu-jumla. Kisha katika pato oscillation itakutana yenyewe na maxima mbili. Ikiwa unene wa mipako ni sawa na urefu wote wa wimbi, basi pato litaweka kiwango cha juu kwa kiwango cha chini, na mionzi itajizima yenyewe.

Kutokana na hili inafuata kwamba kadiri filamu inavyozidi kuwa nene, ndivyo urefu wa mawimbi ambao utatoka ndani yake lazima uwe mkubwa zaidi bila hasara. Kwa hakika, filamu nyembamba husaidia kuangazia rangi mahususi kutoka kwa wigo mzima na inaweza kutumika katika teknolojia.

Upigaji picha na vifaa

Cha ajabu, baadhi ya matumizi ya kuingiliwa yanajulikana kwa wanamitindo wote duniani.

Kazi kuu ya mwanamitindo mrembo wa kike ni kuonekana mzuri mbele ya kamera. Timu nzima huandaa wanawake kwa upigaji picha: mtunzi, msanii wa mapambo, mtindo na mbuni wa mambo ya ndani, mhariri wa gazeti. Paparazzi ya kukasirisha inaweza kumngojea mfano mitaani, nyumbani, katika nguo za kuchekesha na pose ya ujinga, na kisha kuweka picha kwenye maonyesho ya umma. Lakini vifaa vyema ni muhimu kwa wapiga picha wote. Vifaa vingine vinaweza kugharimu dola elfu kadhaa. Miongoni mwaTabia kuu za vifaa vile lazima ziwe mwanga wa optics. Na picha kutoka kwa kifaa kama hicho zitakuwa za hali ya juu sana. Ipasavyo, picha ya nyota bila kujiandaa pia haitaonekana kuwa mbaya sana.

Miwani, hadubini, nyota

Msingi wa jambo hili ni kuingiliwa kwa filamu nyembamba. Hili ni jambo la kuvutia na la kawaida. Na hupata utumiaji mwingiliano mwepesi katika mbinu ambayo baadhi ya watu hushikilia mikononi mwao kila siku.

Jicho la mwanadamu huona rangi ya kijani vyema zaidi. Kwa hivyo, picha za wasichana warembo hazipaswi kuwa na makosa katika eneo hili la wigo. Ikiwa filamu yenye unene maalum hutumiwa kwenye uso wa kamera, basi vifaa vile havitakuwa na tafakari za kijani. Ikiwa msomaji makini amewahi kuona maelezo hayo, basi anapaswa kupigwa na uwepo wa tafakari nyekundu na zambarau tu. Filamu hiyo hiyo inawekwa kwenye miwani.

Lakini ikiwa hatuzungumzii jicho la mwanadamu, lakini kuhusu kifaa kisicho na shauku? Kwa mfano, darubini lazima isajili wigo wa infrared, na darubini lazima ijifunze vipengele vya ultraviolet vya nyota. Kisha filamu ya kuzuia uakisi wa unene tofauti inawekwa.