Звуковые волны

Файл : ref-18693.doc (размер : 170,496 байт)

В 1947 г. английский физик Дэннис Габор предло​жил инте​ресный способ устра​нения абер​рации в электрон​ных мик​роскопах. Он предло​жил преоб​разовывать элек​тронную волну в световую, устра​нять хорошо из​вест​ную оптиче​скую аберрацию, а по​том снова преобразовывать эту волну в элек​тронную и, уже очищенную от аберрации, ис​пользовать в дальнейшем. Од​нако чтобы «под​лечить» све​товую волну следует её каким-то образом зафиксировать, и обычная фотогра​фия для этой цели не подойдёт. Когда мы смот​рим на фотогра​фический, снимок все предметы изобра​жённые на нём кажутся нам плоскими. Что особенно выра​жено при косом рассматри​ва​нии снимка. Дело в том, что фотогра​фия даёт нам ин​фор​мацию только об амплитуде све​товой волны, из​лучаемой предме​том, но абсо​лютно ни​чего не говорит о её фазе. Другими словами плёнка фик​сирует только ин​тенсив​ность падающего на неё света, то есть те предметы, которые при съёмке были ос​вещены силь​нее, получились ярче и на фо​тографии. Однако уловить фазу, то есть оп​ределить на​сколько одна волна пришла позже другой, ни один прибор не в состоянии. Дело в том, что частота види​мого света равна 4·1014 — 7,5·1014 Гц и по​этому фазу этой волны пред​став​ляет довольно боль​шие трудно​сти. Однако всем известна картина ин​терферен​ции света с чередую​щимися чёрными и белыми поло​сами. Причём, как из​вестно, чёр​ные полосы это те области, где волны, прошед​шие через щели, со​шлись в противо​фазе, то есть со сдви​гом фаз в 180о, а белые об​ласти там – где волны попали в фазу, то есть со сдвигом фаз в 0о. Ос​тальные уча​стки серого цвета соответствуют промежуточным случаям, ко​гда сдвиг фаз больше или меньше 180о.

Таким об​разом, на этом ри​сунке смогла запе​чат​леться инфор​мация и о фазе световой волны и об её ам​плитуде, но только это картина сум​мар​ной волны, полу​чившейся в ре​зультате интерфе​ренции, и как бы находящаяся в «за​шифрованном» состоянии.

Итак, Лондон, 1947г. Габор пытается поймать световую волну. Для этого он берёт полупро​зрачный кубик и освещает его ру​ной лампой, кото​рая тогда была наилучшим источ​ником световых волн постоянной длины. Таким образом волна от лампы (А1) попала на кубик, и появилась отражённая волна (А2), которая, сложившись с волной А1, образовала новую суммарную световую волну:

А3 = А1+ А2

На пути волны А3 Габор поставил очень чувствительную фотопластинку. В результате на ней зафиксировалась интерференционная картина — перемежающиеся белые и чёрные полосы.

Итак, Габору удалось «заморозить» световую волну, испускаемую кубиком. Но вместе с ней на фотопластинке зафиксировалась и «побочная» полна от лампы. Поэтому перед учёным встал нелёгкий вопрос: как же из этой «смеси» добыть изначальную волну (А2)?

Чтобы понять смысл метода, предложенного Габором, достаточно представить искомую волну, как производную:

А2 = А3 – А1

Где “ – А1” говорит о том, что свет от лампы идёт в обратном направлении, таким образом погашая «лишнюю» волну на фотопластинке и оставляя только волну, отражённую кубиком (А2).

Если посмотреть на такую восстановленную волну, то можно увидеть сфотографированный предмет, который словно парит в воздухе.

EMBED PBrush

Волны в противофазе

Аберрация (от лат. Aberratio - уклонение) ( буквально отклонение от нормы. В электронных линзах это искажение изображения из-за немоноэнергеичности пучка электронов.

Ртутная лампа — газоразрядный источник света, работающий на ртутных парах, в которых при электрических разрядах возникает главным образом ультрафиолетовый и видимый свет.