La visibilidad interferométrica (también conocida como visibilidad de interferencia y visibilidad de franja , o simplemente visibilidad cuando está en contexto) cuantifica el contraste de interferencia en cualquier sistema que tenga propiedades de onda, como óptica , mecánica cuántica , ondas de agua, ondas de sonido o ondas eléctricas. señales. Generalmente, se superponen dos o más ondas y a medida que varía la diferencia de fase entre ellas, la potencia o intensidad (probabilidad o población en mecánica cuántica) de la onda resultante oscila, formando un patrón de interferencia. La definición puntual puede ampliarse a una función de visibilidad que varía con el tiempo o el espacio. Por ejemplo, la diferencia de fase varía en función del espacio en un experimento de dos rendijas . Alternativamente, la diferencia de fase puede ser controlada manualmente por el operador, por ejemplo, ajustando un botón de nonio en un interferómetro . La relación entre la amplitud del patrón de interferencia y la suma de las potencias de las ondas individuales es la definición de visibilidad. La visibilidad interferométrica ofrece una forma práctica de medir la coherencia de dos ondas (o una onda consigo misma). Una definición teórica de la coherencia viene dada por el grado de coherencia , utilizando la noción de correlación.
Visibilidad en óptica
En los interferómetros ópticos lineales [se necesita aclaración ] (como el interferómetro Mach-Zehnder , el interferómetro Michelson y el interferómetro Sagnac ), la interferencia se manifiesta como oscilaciones de intensidad en el tiempo o el espacio, también llamadas franjas . En estas circunstancias, la visibilidad interferométrica también se conoce como "visibilidad de Michelson" [1] o "visibilidad marginal". Para este tipo de interferencia, la suma de las intensidades (potencias) de las dos ondas interferentes es igual a la intensidad media en un dominio temporal o espacial determinado. La visibilidad se escribe como: [2]
en términos de la envolvente de amplitud de la intensidad oscilante y la intensidad media:
Por lo tanto, se puede reescribir como: [3]
donde I max es la intensidad máxima de las oscilaciones y I min la intensidad mínima de las oscilaciones. Si los dos campos ópticos son idealmente fuentes puntuales monocromáticas (constan de una sola longitud de onda) de la misma polarización , entonces la visibilidad prevista será
dónde y indicar la intensidad de la onda respectiva. Cualquier diferencia entre los campos ópticos disminuirá la visibilidad del ideal. En este sentido, la visibilidad es una medida de la coherencia entre dos campos ópticos. Una definición teórica de esto viene dada por el grado de coherencia . Esta definición de interferencia se aplica directamente a la interferencia de ondas de agua y señales eléctricas.
Ejemplos de
Visibilidad en mecánica cuántica
Dado que la ecuación de Schrödinger es una ecuación de ondas y todos los objetos pueden considerarse ondas en mecánica cuántica , la interferencia es ubicua. Algunos ejemplos: Los condensados de Bose-Einstein pueden presentar franjas de interferencia. Las poblaciones atómicas muestran interferencia en un interferómetro Ramsey . Los fotones, átomos, electrones, neutrones y moléculas han mostrado interferencia en los interferómetros de doble rendija .
Ver también
Referencias
- ^ http://scienceworld.wolfram.com/physics/FringeVisibility.html
- ^ [1]
- ^ "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 22 de enero de 2017 . Consultado el 25 de septiembre de 2016 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
enlaces externos
- Revisión de Stedman del efecto Sagnac