Ποια είναι η αρχή της υπέρθεσης στην οπτική;

Η αρχή της υπέρθεσης στην οπτική αναφέρει ότι όταν δύο ή περισσότερα κύματα συναντιούνται σε ένα σημείο, το προκύπτον κύμα σε αυτό το σημείο είναι το άθροισμα των διανυσμάτων των μεμονωμένων κυμάτων . Αυτό σημαίνει ότι το εύρος του κύματος που προκύπτει είναι το άθροισμα των μεγεθών των μεμονωμένων κυμάτων και η φάση του προκύπτοντος κύματος είναι ο μέσος όρος των φάσεων των μεμονωμένων κυμάτων.

Ακολουθεί μια κατανομή των βασικών σημείων:

* κύματα: Το φως είναι ένα κύμα και παρουσιάζει ιδιότητες που μοιάζουν με κύματα όπως παρεμβολές και περίθλαση.

* υπέρθεση: Όταν τα κύματα συναντούν ο ένας τον άλλον, αλληλεπιδρούν. Η αρχή της υπέρθεσης δηλώνει ότι δεν "συγκρούονται και εξαφανίζονται". Αντ 'αυτού, τα πλάτη και οι φάσεις τους συνδυάζονται για να δημιουργήσουν ένα νέο κύμα.

* άθροισμα διανυσμάτων: Το "άθροισμα" των κυμάτων είναι ένα άθροισμα φορέα, που σημαίνει ότι θεωρούμε τόσο το πλάτος (μέγεθος) όσο και τη φάση (κατεύθυνση) κάθε κύματος.

Συνέπειες της υπέρθεσης:

* παρεμβολή: Αυτή η αρχή εξηγεί τα φαινόμενα παρεμβολής όπως η εποικοδομητική και καταστροφική παρεμβολή.

* Η εποικοδομητική παρεμβολή συμβαίνει όταν τα κύματα βρίσκονται σε φάση, οδηγώντας σε μεγαλύτερο εύρος.

* Η καταστροφική παρεμβολή συμβαίνει όταν τα κύματα είναι εκτός φάσης, οδηγώντας σε μικρότερο πλάτος ή ακόμα και ακύρωση.

* διάθλαση: Η κάμψη του φωτός γύρω από τα εμπόδια ή μέσα από τις στενές σχισμές εξηγείται επίσης από την αρχή της υπέρθεσης. Τα κύματα που διέρχονται από διάφορα μέρη του εμποδίου παρεμβαίνουν μεταξύ τους, δημιουργώντας το πρότυπο περίθλασης.

* ολογογραφία: Η ολογραφία χρησιμοποιεί την υπέρθεση φωτεινών κυμάτων για την καταγραφή και την ανακατασκευή τρισδιάστατων εικόνων.

Σημαντικές σημειώσεις:

* Η αρχή της υπέρθεσης αποτελεί θεμελιώδη αρχή στη φυσική, όχι μόνο στην οπτική. Εφαρμόζεται σε όλους τους τύπους κυμάτων, συμπεριλαμβανομένων των ηχητικών κυμάτων, των κυμάτων νερού και ακόμη και των κυμάτων πιθανότητας στην κβαντική μηχανική.

* Η αρχή ισχύει για τα γραμμικά συστήματα. Σε ένα γραμμικό σύστημα, η απόκριση σε ένα άθροισμα εισόδων είναι ίσο με το άθροισμα των αποκρίσεων σε κάθε μεμονωμένη είσοδο.

Η αρχή της υπέρθεσης είναι ένα ισχυρό εργαλείο για την κατανόηση της συμπεριφοράς του φωτός και άλλων φαινομένων κυμάτων. Μας επιτρέπει να προβλέψουμε και να εξηγήσουμε ένα ευρύ φάσμα οπτικών αποτελεσμάτων, από τα απλά πρότυπα παρεμβολής που παρατηρούνται σε φυσαλίδες σαπουνιού στα πολύπλοκα ολογράμματα που χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη τεχνολογία.