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Ampiezza, Irradianza. I sensori sono sensibili all’irradianza I, non all’ampiezza del vettore campo elettromagnetico. Interferenza. Vale il principio di sovrapposizione degli effetti:
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Ampiezza, Irradianza • I sensori sono sensibili all’irradianza I, non all’ampiezza del vettore campo elettromagnetico
Interferenza • Vale il principio di sovrapposizione degli effetti: • L’Interazione fra due o più onde che porta a una irradianza risultante che devia dalla somma delle irradianze componenti • Fuori della zona di sovrapposizione le componenti procedono come se non si fossero incontrate
Interferenza di due onde piane (1) I1 Termine di interferenza I12 I2 d polarizzazione fasi iniziali-cammino ottico diverso
Interferenza di due onde piane (2) caso scalare già visto Int . costruttiva totale Int . distruttiva totale Int . costruttiva Int . distruttiva 90° out-of-phase
Esempio 1 Int . costruttiva totale: i due fasci sono in fase ovunque • Applet 3D waves examples
Esempio 2 Int . fra due onde piane con diversa direzione di propagazione x-slice + y-slice z-slice
Esempio 3 Pattern di interferenza fra due onde piane che si propagano perpendicolarmente l’una all’altra x-slice I + = y-slice z-slice
Interferenza di due onde sferiche + If: Then: = Imax: P Imin: S1 S2 a m’=-1 m’=1 m=0
Esempio • l ottica è molto piccola: nello spazio fra le due sorgenti ‘c’è posto’ per molte frange! m=0 z-slice y-slice
Interferenza generata da due fessure (1) y-slice Aumentando a a y-slice
Interferenza generata da due fessure (2) • Cosa succede quando lo sfasamento d fra le due sorgenti varia • Se sono in grado di misurare lo ‘shift’ delle frange, posso risalire allo sfasamento d d=0 d=p/2 d=p d= 3p/2
Condizioni per avere interferenza • Per produrre un pattern stabile, i fasci devono avere frequenze uguali o quasi uguali • La luce bianca produce interferenza! • Il top è che le componenti abbiano ampiezze uguali o quasi uguali: contrasto massimo • Se le due onde sono in fase fra loro non si osserva nessun pattern (cfr slide N.5!)
Coerenza temporale coerenza spaziale • Onda monocromatica • Coerenza temporale completa • Massima predicibilità • La coerenza temporale è una misura della purezza spettrale • La sorgente varia la frequenza nel tempo • Coerenza temporale non assente ma limitata nel tempo • Lunghezza di coerenza: distanza minima lungo la quale l’onda è sinusoidale e la fase predicibile • L’onda in P1, P2, P3 si mantiene in fase in ambedue i casi: coerenza spaziale
Coerenza temporalecoerenza spaziale (2) • Onda generata da 4 sorgenti puntiformi, monocromatiche, con periodo t • Totale correlazione dei campi in P’1 P’2 P’3: le onde hanno coerenza temporale t=3t t=t t=2t
Coerenza temporalecoerenza spaziale (3) • Onda generata da 4 sorgenti puntiformi, monocromatiche, con coerenza temporale di 10ns • Ogni sorgente cambia fase in modo rapido e non prevedibile • Situazione realistica in un intervallo di tempo MINORE di 10ns • La perturbazione in P1 è in generale completamente scorrelata da quella in P2, anche se sono molto vicini.
Interferire o non interferire? • I due campi interferiscono, ma mantengono una fase relativa COSTANTE per un tempo Dt che è troppo piccolo per poter essere osservato • VIVA il LASER!!!
