Olyan aranyos 🥴🥰 köszönjük, jól követhető előadás volt. Javítsanak ki, ha tévedek, de ha jól értettem, 11:45-nél amikor dgy korrigált, hogy "ez diffrakció", az azért volt, mert ekkor csak 1 résen keresztül engedtük a fényt, viszont ha 1-nél több rés van, akkor diffrakció _és_ interferencia is van, és akkor már valóban interferenciaképet fogunk látni.
Helyes a megjegyzés. Nincs éles határvonal - mindkét esetben a különböző pontokból érkező hullámok összeadódásáról, és az így kialakuló eredő hullámkép meghatározásáról van szó. Azonban a szokásos szóhasználat megkülönbözteti a diffrakciót és az interferenciát. Ez tükröződik a leírásukra alkalmazott matematikai eszközökben is. Interferenciáról akkor beszélünk, amikor két vagy több élesen elkülönülő forrásból érkező hullám találkozik. E hullámokat általában egyetlen eredeti hullám megosztásával állítják elő. Ilyen a sokat emlegetett kétréses kísérlet is. Vagy pl a félig áteresztő tükör: a beérkező hullám egyik része áthalad a tükrön, a másik része visszaverődik. Alkalmaznak két, egymás mellé illesztett, egymással kis szöget bezáró tükröt is - így a bejövő széles hullámfront egyik része az egyik tükörről verődik vissza, a másik része a másik tükörről, kissé eltérő irányban. A két (esetleg több) sugárnyalábot aztán további tükrökkel terelgetik, lencséken vagy prizmákon, változó átlátszóságú anyagdarabokon stb engedik át, végül egy közös ernyőn egyesítik - itt alakul ki az eredő interferenciakép. Ennek matematikai leírására az egyes nyalábok külön kiszámolt hullámfüggvényeit össze kell adni, majd az így kiszámolt (komplex értékű) függvény abszolút értékének négyzete adja az ernyőn mérhető intenzitást. Az interferenciakép nagyon érzékeny a sugármenetekben kialakuló apró változásokra (pl a fényútba helyezett anyagdarab mozgására), ezért a kis változások interferencia-módszerekkel jól észlelhetők. Ezért használtak ilyen eszközt az apró elmozdulást okozó gravitációs hullámok detektálására is. Diffrakcióról olyankor beszélünk, amikor a különböző hullámok egy kiterjedt tartomány folytonosan eloszló pontjaiból indulnak ki - pl egy fényt át nem eresztő fal kör vagy téglalap alakú réséből. A hagyományos geometriai optika szerint ilyenkor a távolabbi felfogó ernyőn a rés éles képét kellene megkapnunk, a fény és árnyék éles határával. A tapasztalat azonban mást mutat: az elvileg fényes tartomány belsejében sötét csíkok láthatók, az elvileg árnyékos tartományban pedig világos zónák láthatók, eléggé bonyolult eloszlásban. E jelenségeket, azaz a fény "elhajlását" (ezt jelenti a diffrakció szó) jól megmagyarázza a fény hullámelmélete: a rés különböző pontjaiból kiinduló hullámok összegeződése alakítja ki a diffrakciós képet. E jelenség leírása matematikailag bonyolultabb az interferenciáénál: nem két vagy néhány diszkrét hullámot kell összegeznünk, hanem folytonosan sok hullámforrás járulékát kell összeadnunk, azaz integrálnunk. A diffrakció egyik feltűnő, első látásra hihetetlen megnyilvánulása az ún. Poisson-folt: egy gömbölyű akadály (pl kis golyó) mögött az árnyék középpontjában megjelenő fényes folt. Ezt a Fresnel hullámelmélete alapján megjósolható furcsa jelenséget az elméletet megsemmisítő ellenérvnek tartották - egészen addig, amíg kísérletileg ki nem mutatták. Így lett a Poisson-folt a hullámelmélet (szó szerint) fényes bizonyítéka. A diffrakció elméletét Fresnel és Fraunhofer már a 19. század első felében felismerte, jóval azelőtt, hogy Maxwell rájött a fény elektromágneses hullám voltára. Ez annak köszönhető, hogy a hullámok matematikai leírása univerzális, nem függ a hullámzás tényleges fizikai természetétől: egyaránt alkalmazható vízhullámokra, hangra, fényre, más frekvenciájú elektromágneses hullámokra, sőt a kvantumelméletben használt anyaghullámokra is. A részletek természetesen függnek a vizsgált hullám tényleges természetétől. Az alkalmazott rések méretének pl a hullámhosszhoz kell alkalmazkodnia. Az utcasarkon a fényhullám nem "hajlik el", ezért nem látunk be a sarok mögé, a sokkal nagyobb hullámhosszú hanghullámok azonban bekanyarodnak, ezért halljuk a sarok mögül a barátunk kiabálását. Egy másik példa: az előadásban is bemutatott hullámkádban jól tanulmányozhatjuk az interferenciajelenség kialakulását: a hullámkeltő berendezés bekapcsolásakor követhetjük az első hullámok ernyőhöz érkezését, az átmeneti zavarokat, majd a stacionárius hullámkép stabilizálódását. Hasonló vizsgálatokra fény esetében nincs lehetőségünk: a fény igen nagy sebessége miatt nem tudjuk követni a jelenség időbeli lefolyását, csak a már stabilizálódott interferenciaképet tudjuk tanulmányozni. Még egy megjegyzés: a valóságban az interferencia és a diffrakció jelensége együtt lép fel, hiszen pl a kétréses interferencia-kísérletben az egyes rések nem tekinthetők pontszerűnek, önmagukban is diffrakciós képet alkotnak. A két jelenség és matematikai leírásuk iránt érdeklődőknek ajánljuk az ELTE fizikus hallgatói számára tartott „Bevezetés a modern optikába” előadásunkat, melynek sok ábrával és képlettel dúsított jegyzetei a neten is elérhetők: cserti.web.elte.hu/optika.php Itt megtalálhatók az egész kurzus jegyzetei, ezen belül egy előadás a diffrakcióról, egy az interferenciáról szól. Az ugyaide feltöltött python/programok segítségével interaktív módon tanulmányozható számos optikai jelenség lefolyása. dgy
Nagyon köszönöm és boldog Nőnapot kívánok
Köszönöm szépen az előadást, nagyon tetszett.
Várom a további előadásokat 😊
👏🏼👏🏼
Boldog Nőnapot! :-)
Khirály!
de jóóó :-)
Olyan aranyos 🥴🥰 köszönjük, jól követhető előadás volt.
Javítsanak ki, ha tévedek, de ha jól értettem, 11:45-nél amikor dgy korrigált, hogy "ez diffrakció", az azért volt, mert ekkor csak 1 résen keresztül engedtük a fényt, viszont ha 1-nél több rés van, akkor diffrakció _és_ interferencia is van, és akkor már valóban interferenciaképet fogunk látni.
Helyes a megjegyzés.
Nincs éles határvonal - mindkét esetben a különböző pontokból érkező hullámok összeadódásáról, és az így kialakuló eredő hullámkép meghatározásáról van szó. Azonban a szokásos szóhasználat megkülönbözteti a diffrakciót és az interferenciát. Ez tükröződik a leírásukra alkalmazott matematikai eszközökben is.
Interferenciáról akkor beszélünk, amikor két vagy több élesen elkülönülő forrásból érkező hullám találkozik. E hullámokat általában egyetlen eredeti hullám megosztásával állítják elő. Ilyen a sokat emlegetett kétréses kísérlet is. Vagy pl a félig áteresztő tükör: a beérkező hullám egyik része áthalad a tükrön, a másik része visszaverődik. Alkalmaznak két, egymás mellé illesztett, egymással kis szöget bezáró tükröt is - így a bejövő széles hullámfront egyik része az egyik tükörről verődik vissza, a másik része a másik tükörről, kissé eltérő irányban.
A két (esetleg több) sugárnyalábot aztán további tükrökkel terelgetik, lencséken vagy prizmákon, változó átlátszóságú anyagdarabokon stb engedik át, végül egy közös ernyőn egyesítik - itt alakul ki az eredő interferenciakép. Ennek matematikai leírására az egyes nyalábok külön kiszámolt hullámfüggvényeit össze kell adni, majd az így kiszámolt (komplex értékű) függvény abszolút értékének négyzete adja az ernyőn mérhető intenzitást.
Az interferenciakép nagyon érzékeny a sugármenetekben kialakuló apró változásokra (pl a fényútba helyezett anyagdarab mozgására), ezért a kis változások interferencia-módszerekkel jól észlelhetők. Ezért használtak ilyen eszközt az apró elmozdulást okozó gravitációs hullámok detektálására is.
Diffrakcióról olyankor beszélünk, amikor a különböző hullámok egy kiterjedt tartomány folytonosan eloszló pontjaiból indulnak ki - pl egy fényt át nem eresztő fal kör vagy téglalap alakú réséből. A hagyományos geometriai optika szerint ilyenkor a távolabbi felfogó ernyőn a rés éles képét kellene megkapnunk, a fény és árnyék éles határával. A tapasztalat azonban mást mutat: az elvileg fényes tartomány belsejében sötét csíkok láthatók, az elvileg árnyékos tartományban pedig világos zónák láthatók, eléggé bonyolult eloszlásban.
E jelenségeket, azaz a fény "elhajlását" (ezt jelenti a diffrakció szó) jól megmagyarázza a fény hullámelmélete: a rés különböző pontjaiból kiinduló hullámok összegeződése alakítja ki a diffrakciós képet. E jelenség leírása matematikailag bonyolultabb az interferenciáénál: nem két vagy néhány diszkrét hullámot kell összegeznünk, hanem folytonosan sok hullámforrás járulékát kell összeadnunk, azaz integrálnunk.
A diffrakció egyik feltűnő, első látásra hihetetlen megnyilvánulása az ún. Poisson-folt: egy gömbölyű akadály (pl kis golyó) mögött az árnyék középpontjában megjelenő fényes folt. Ezt a Fresnel hullámelmélete alapján megjósolható furcsa jelenséget az elméletet megsemmisítő ellenérvnek tartották - egészen addig, amíg kísérletileg ki nem mutatták. Így lett a Poisson-folt a hullámelmélet (szó szerint) fényes bizonyítéka.
A diffrakció elméletét Fresnel és Fraunhofer már a 19. század első felében felismerte, jóval azelőtt, hogy Maxwell rájött a fény elektromágneses hullám voltára. Ez annak köszönhető, hogy a hullámok matematikai leírása univerzális, nem függ a hullámzás tényleges fizikai természetétől: egyaránt alkalmazható vízhullámokra, hangra, fényre, más frekvenciájú elektromágneses hullámokra, sőt a kvantumelméletben használt anyaghullámokra is.
A részletek természetesen függnek a vizsgált hullám tényleges természetétől. Az alkalmazott rések méretének pl a hullámhosszhoz kell alkalmazkodnia. Az utcasarkon a fényhullám nem "hajlik el", ezért nem látunk be a sarok mögé, a sokkal nagyobb hullámhosszú hanghullámok azonban bekanyarodnak, ezért halljuk a sarok mögül a barátunk kiabálását.
Egy másik példa: az előadásban is bemutatott hullámkádban jól tanulmányozhatjuk az interferenciajelenség kialakulását: a hullámkeltő berendezés bekapcsolásakor követhetjük az első hullámok ernyőhöz érkezését, az átmeneti zavarokat, majd a stacionárius hullámkép stabilizálódását. Hasonló vizsgálatokra fény esetében nincs lehetőségünk: a fény igen nagy sebessége miatt nem tudjuk követni a jelenség időbeli lefolyását, csak a már stabilizálódott interferenciaképet tudjuk tanulmányozni.
Még egy megjegyzés: a valóságban az interferencia és a diffrakció jelensége együtt lép fel, hiszen pl a kétréses interferencia-kísérletben az egyes rések nem tekinthetők pontszerűnek, önmagukban is diffrakciós képet alkotnak.
A két jelenség és matematikai leírásuk iránt érdeklődőknek ajánljuk az ELTE fizikus hallgatói számára tartott „Bevezetés a modern optikába” előadásunkat, melynek sok ábrával és képlettel dúsított jegyzetei a neten is elérhetők:
cserti.web.elte.hu/optika.php
Itt megtalálhatók az egész kurzus jegyzetei, ezen belül egy előadás a diffrakcióról, egy az interferenciáról szól.
Az ugyaide feltöltött python/programok segítségével interaktív módon tanulmányozható számos optikai jelenség lefolyása.
dgy