Когерентность пространственная и временная

Информационными параметрами ОИ являются пространственно-временные распределения его амплитуды, частоты, фазы, поляризации и степени когерентности. Для получения дефектоскопической информации используют изменение этих параметров при взаимодействии ОИ с ОК в соответствии с явлениями интерференции, дифракции, поляризации, преломления, отражения. [c.486]

С необратимостью связана и другая проблема, в которой стохастическими элементами вряд ли можно пренебречь конструктивная роль необратимых процессов в образовании крупномасштабных многомолекулярных образований, известных под названием диссипативных структур. Наиболее удивительная особенность этой проблемы, ставящая перед исследователями один из наиболее трудных вопросов, — глубокое различие между поведением материи на макроскопическом уровне и ее поведением на микроскопическом уровне. Каким образом становится возможной пространственно-временная когерентность химических диссипативных структур, лазерных лучей или ячеек Бенара Каким образом может спонтанно возникнуть и самоподдерживать-ся столь дальний макроскопический порядок, несмотря на молекулярный хаос и внутренние флуктуации ) Столь же глубокое различие мы обнаруживаем в процессах самоорганизации, происходящих в биологических системах. Процессы метаболизма по существу представляют собой химические превращения. Ясно, что в подобных превращениях элемент случайности весьма велик. Дело в том, что в живых клетках число молекул, участвую- [c.14]

Кроме когерентности во времени излучение квантовых генераторов является пространственно когерентным, так как выходной [c.97]

То, то можно утверждать, что волна характеризуется частичной когерентностью с временем когерентности то- На рис. 1.3 в качестве примера показана волна с временем когерентности То фактически фаза волны меняется скачкообразно в течение каждого интервала времени то. Понятие временной когерентности, очевидно, тесно связано с понятием монохроматичности. Следовательно, волна со спектральной шириной Ду имеет время когерентности то—1/Ау. Понятия пространствен- [c.14]

Однако при проведении аналогии между колебаниями решетки (фононами) и коротковолновыми флуктуациями плотности в жидкой фазе необходимо соблюдать осторожность, поскольку миграционное тепловое движение разрушает дальнюю упорядоченность, и флуктуации носят локальный характер с легко теряемой когерентностью. В связи с этим интересно исследовать пространственно-временной масштаб когерентности в жидких металлах методами машинного эксперимента. [c.45]

Полностью когерентные и полностью некогерентные пучки - это теоретические идеализации. Отсутствие пространственной и временной когерентности источников света существенно снижает их практическую ценность, так как ставит предел получению высокоинтенсивных пучков вследствие дифракционных расхождений, хроматической аберрации, необходимости существенного увеличения температуры. Например, из формулы Планка (5.5) следует, что в интервале частот 10 Гц с 1 км2 поверхности Солнца на Землю падает всего 0,01 Вт и для получения 100 Вт/см потребовалась бы температура в 10 2 к. В то же время существуют генераторы монохроматического радиоизлучения, дающие 1000 Вт/см и более если им приписать условную температуру, то она превзойдет указанную выше. [c.96]

Два интерференционных поля суммируются и образуют пространственную интерференционную картину. Максимальный интерференционный контраст получается в непосредственной близости от оси С, поскольку максимумы и минимумы обоих волновых пакетов в этой области совпадают ( принцип совпадения порядков ). Смещение максимумов и минимумов увеличивается с увеличением расстояния от оси С. Затем появляются области, симметричные относительно оси С, в которых максимум одного интерференционного поля совпадает с минимумом другого. Как и в предыдущем случае (временной когерентности), в распределении интерференционного контраста наблюдаются экстремумы, положение которых зависит от угла клипа е/2, длины волны А- и угла со, соответствующего расстоянию между источниками света. [c.103]

Принципиальное ее отличие от обычного эхо-дефектоскопа состоит в когерентной обработке данных. Это означает, что в каждой точке довольно большой пространственной области перемещения преобразователя по поверхности изделия запоминаются и совместно обрабатываются все эхо-сигналы с учетом их временных задержек и формы импульсов. [c.297]

Харнед [61 справедливо заметил (1947 г.), что "в физике есть немного областей, в которых усилия многих исследователей в течение целого столетия принесли бы столь мало точных данных, как в области диффузии в жидких системах. Вычислительные трудности при определении коэффициента диффузии из измерений скоростей, устранение турбулентности потока, очень точный контроль температуры и требуемая аналитическая точность - все это является дополнительными препятствиями к достижению высокой точности". Последующее развитие инструментальной техники создало возможности для преодоления значительной части этих препятствий, хотя и не устранило их полностью, как того можно было бы ожидать. Широкое распространение вычислительных машин явилось важным шагом в преодолении вычислительных трудностей, особенно в связи с освобождением экспериментатора от ограничений, налагаемых обрыванием и линеаризацией феноменологических уравнений. Сейчас уже представляется возможным приближать данные рядами, содержащими большое число членов. Поэтому появилась возможность самосогласованной обработки массива данных, покрывающего широкую область временных и пространственных координат, что повышает чувствительность и точность доступных экспериментальных методов. Но эти возможности используются все еще недостаточно. Другой важнейшей новинкой в этой области является применение лазера. Благодаря возможности генерировать когерентный луч лазер улучшил чувствительность оптических методов, значительно повысив точность анализа. В описании экспериментальных методов мы уделим особое внимание этим новым инструментам исследования. [c.131]

Таким образом, если разницы во времени нет, то корреляция двух частей сигнала является полной (полная когерентность) при большой разнице во времени когерентность исчезает, а коэффициент корреляции уменьшается до нуля. Этот факт иллюстрируется в работе Робертса и Вильямса, посвященной исследованию ионизации турбулентного диффузионного водородного пламени с добавками 1% ацетилена методом электростатического зонда. Время, необходимое для уменьшения коэффициента корреляции в е раз, называется экспоненциальным временным масштабом и после преобразования в пространственные координаты, исходя из известного поля скоростей потока в пламени, представляет собой характерный масштаб макроскопических турбулентных пульсаций, или размер наименьших вихрей газового потока. Поскольку коэффициент корреляции — безразмерная величина, интеграл этой функции по времени является мерой макроскопической турбулентности в пламени. Если не принимать во внимание химические изменения в газе, то уменьшение коэффициента корреляции обусловлено исключительно [c.284]

Для получения голограммы и ее расшифровки необходимо, чтобы пространственная (поперечная) и временная (продольная) когерентности светового пучка по длине во много раз превышали размеры объекта, что легко выполнимо при использовании лазера. [c.356]

Лучшими источниками излучения являются лазеры, так как они имеют очень узкую диаграмму направленности, большую яркость, малую угловую расходимость излучения, высокую степень пространственной и временной когерентности и лучшую монохроматичность. В лазерах генерация излучения атомами или молекулами происходит одновременно, поэтому результирующее излучение складывается в мощную когерентную волну. [c.40]

Когерентность является основным свойством квантовых источников излучения. Когерентность излучения и получаемая при этом высокая плотность энергии явились основой для широкого практического использования оптических квантовых генераторов. Когерентность излучения складывается из пространственной когерентности и когерентности излучения во времени. [c.97]

Различают пространственную и временную когерентность. Для определения пространственной когерентности рассмотрим две точки Р и Рг исследуемой волны, которые в момент времени = О принадлежат одному и тому же волновому фронту. По определению фазы электрических (нли магнитных) полей в этих двух точках (в момент времени I = 0) одинаковы. Если значения фаз остаются равными и в моменты времени t > О, [c.14]

Образующиеся, в результате неустойчивости Марангони поверхностные движения характеризуются высокой степенью упорядоченности и часто представляют собой, например, вполне регулярные циркуляционные течения внутри отдельных "когерентных" конвективных "валов" или "ячеек". Естественно рассматривать их наряду с ячейками Бенара как примеры диссипативных пространственно-временных структур [37, 38]. С точки зрения теории самоорганизации в неравновесных системах, развитой в работах И. Пригожина, П. Гленс-дорфа и Г. Николиса [Э9, 40], системы, в которых возникает зта [c.8]

НОЙ И временной когерентности, конечно, совершенно не связаны друг с другом. Так, электромагнитная волна может иметь частичную временную когерентность, даже если она характеризуется полной пространственной когерентностью. Например, если волна, показанная на рис. 1.3, представляет электрическое поле, в любой точке волнового фронта она характеризуется полной пространственной когерентностью и только частичной временной когерентностью (в пределах промежутка времени то). [c.15]

Высокая пространственная и временная когерентность излучения лазера делает его незаменимым источником овета при голографии. [c.98]

Несмотря на то, что рассмотренная выше задача о спин-апе была основана на весьма специфическом случае ветра, который, однажды возникнув, остается постоянным во времени, она все же способна дать представление о характере нестационарной реакции внетропического океана на воздействие вынуждающих сил. Вне области пограничных течений преобладающая реакция на составляющие вынуждающих сил с периодом менее года является баротропной. Бароклинный эффект представляет собой непосредственный отклик на экмановскую подкачку [856]. Для периодов менее трех суток интенсивность воздействия и реакция на него быстро уменьшаются. К тому же планетарные волны не могут распространяться на большое расстояние за время, равное 3/2я сут, и реакция имеет в основном локальную природу. Для периодов от месяца до нескольких лет баротропная часть реакции течений океана находится в равновесном состоянии, которое можно представить как модифицированную за счет рельефа дна циркуляцию Свердрупа. С изменением частоты и вынуждающие силы, и реакция океана (в указанном диапазоне) меняются довольно слабо. Для этих периодов наиболее важные эффекты связаны с распространением волн на запад, причем вполне возможны эффекты резонансной природы. Расчеты реакции системы течений Северной Атлантики на взятые по данным наблюдений поля ветра [856] показали, что среднеквадратичные отклонения течений составляют лишь несколько м/с и имеют максимум в западной части океана и в окрестностях особенностей рельефа. Когерентность между океанскими и атмосферными переменными практически отсутствовала на любой частоте, что, по-видимому, связано с малыми пространственными масштабами неоднородностей рельефа. [c.251]

Для возникновения резонансных состояний колебательных мод необходим источник когерентного возбуждения. В случае электромагнитной волны или кулоновской поверхности условие когерентности предполагает коллинеарность потенциалов действия взаимодействующего пространства (поверхности) для различных времен. Если источник возбуждения имеет ограниченные пространственные размеры, то когерентное возбуждение ограничивается объемом пространства, в пределах которого некогерентное силовое поле строго компенсировано. Очевидно, что данное условие накладывает ограничения на возникновение когерентных процессов возбуждения аэрозольных частиц. [c.362]

Нейтроны, рассеянные молекулами решетки или квазирешетки жидкости, могут когерентно взаимодействовать. Однако поскольку взаимодействие, приводящее к рассеянию, зависит от спиновой ориентации нейтронов и ядер, случайная ориентация спинов ядер, в частности различие спинов для разных изотопов, нарушает когерентность и приводит к появлению некогерентной составляющей. Как когерентный, так и некогерентный спектры могут иметь упругую и неупругую составляющие, соответствующие нейтронам, рассеянным без изменения энергии, и нейтронам, увеличившим или потерявшим энергию. Как показано ниже, сечение когерентного рассеяния содержит информацию о пространственно-временной коррелятивной функции С (г, ). Однако для легкой воды и ионных растворов в легкой воде рассеяние почти на 95% некогерентно из-за протонов. Поэтому при рассмотрении данных, приведенных в разд. IV и V, принимается во внимание в основном некогерентное рассеяние, несущее информацию об автокоррелятивной фунщдии (г, г). [c.209]

Определяя возмояшость использования лазеров в фотометрах, учитывают диапазон длин волн и ширину спектра излзгчения, энергетические параметры, угловую расходимость и пространственную когерентность излучения, временные характеристики излучения. [c.40]

К генерационному аспекту проблемы турбулентности относятся причины возникновения турбулентности и механизм ее поддержания. В процессе генерации преобладает детерминистическое начало, поэтому статистические методы здесь вообще не пригодны [95]. Впервые организованные (когерентные) структуры были экспериментально обнаружены в турбулентных течениях с помощью методов визуализации. В дальнейшем в их изучении важную роль сыграл предложенный Фавром [93] метод измерения пространственно-временных корреляций [c.188]

В частности, за движением и динамикой организованных структур [86, 91] позволяет проследить метод лагранжевых пространственно-временных корреляций, когда интервалы корреляции гит не произвольны, а связаны через мгновенную локальную скорость ( о) о)- Когерентные структуры турбулентности выглядят как области относительно упорядоченного движения, для которых расположение в пространстве, а также возникновение и исчезновение во времени (фаза) случайны. Они возникают, как правило, в сравнительно ограниченных зонах генерации турбулентности пристенных областях, следах, струях, слоях смешения. В этой связи интересна попытка Ламли [98] трактовать их как базисные функции ipi f) собственного ортогонального разложения корреляционного тензора Rij r,f ) [c.188]

Обратимся теперь к развитой Пригожиным в 1970-1980-е годы нелинейной термодинамике неравновесных процессов, важнейшими составными частями которой являются теории диссипативных систем и бифуркаций. На первый взгляд может показаться, что рассмотренные на ее основе системы существенно отличаются от выбранной системы структурной организации белков. Конвекционные ячейки Бенара, когерентное излучение лазера, турбулентное движение жидкости, реакция Белоусова-Жаботинского, модель Лотке-Вольтерра, описывающая взаимоотношения между "хищником и жертвой", - все это открытые диссипативные структуры. Динамические процессы перечисленных и подобных им неравновесных макроскопических систем, действительно, приводят при достижении условий, превышающих соответствующий критический уровень, к спонтанному возникновению из беспорядка высокоорганизованных пространственных, пространственно-временны х и просто временных структур. Однако во всех случаях поддерживание возникшего из хаоса порядка в стационарном режиме оказывается возможным только при постоянном энергетическом и/или материальном обмене между окружающей средой и динамической системой. Совершающийся в такой открытой системе неравновесный процесс вдали от положения равновесия связан с диссипацией, т.е. с производством энтропии, или, иными словами, с компенсируюпщм это производство потреблением негэнтропии из окружающей среды. Перекрытие внешнего потока негэнтропии автоматически приводит к прекращению системой производства энтропии и, как следствие, распаду созданной диссипацией структуры. У открытых диссипативных систем аттрактором является не равновесное состояние, а расположенное далеко от него состояние текущего равновесия. [c.462]

На очень малых пространственно-временных интервалах приближение марковских процессов, задаваемое уравнениями ФП и Шредингера, становится несправедливым. Необходимо рассматривать процессы со скачками. Эти процессы описываются псевдодифференци-альными уравнениями (дифференциальными уравнениями 01сконечно-го порядка). Метод КФР дает перспективу единого подхода к кинетике марковских процессов, включая вероятностные когерентные и скачкообразные. [c.236]

Это можно использовать для облегчения фокусировки путем временного уменьшения пространственной когерентности с помощью большой диафрагмы, установленной у источника света (большой угол апертуры ы). Тогда пространственное пнтерференционное поле будет ограничено непосредственной окрестностью оси клина. Такпм способом легче найти правильное положение плоскости [c.119]

В ряде систем проекционной литографии принято Оопт = 0,7, что, с одной стороны, повышает крутизну пограничной кривой, дает при некоторых заданных пространственных частотах большие значения ОПФ (ЧКХ), а с другой стороны, еще не приводит к значительным осцилляциям интенсивности (что может, например, дать оконтуривание изображения — двойной край ), резонансным эффектам, характерным для когерентного освещения. Учет подобных эффектов, ограничивающих возможности фотолитографии, становится особенно важным при использовании лазеров в качестве источников излучения для формирования микроизображений [33]. При использовании лазеров в качестве мощных источников монохроматического излучения основной проблемой является именно уменьшение когерентности, существенно ухудшающей ( когерентный шум ) качество изображения и приводящей к резонансным эффектам в изображении, что особенно опасно при передаче сложной конфигурации. Снижение пространственной когерентности излучения может быть осуществлено различными способами—от временного усреднения путем вращения рассеивающих компонентов или сканирования по зрачку [33] объектива до создания специальных, например эксимерных, лазеров, дающих некогерентное излучение [21, 34]. [c.30]

Другой способ обработки данных (FT SAFT) использует аппарат БПФ, что значительно сокращает время получения изображений. Здесь применяется идеология обработки данных многочастотной акустической голофафии. Для каждого пространственного положения преобразователя данные, соответствующие Л-развертке, подвергаются временному преобразованию Фурье. В результате каждого пространственного отсчета на заданной совокупности частот получают комплексные значения рассеянного дефектом акустического поля, что позволяет образовать совокупность акустических голофамм на заданных частотах. После восстановления поля для каждой частоты по приведенным алгоритмам и когерентного сложения получают изображения сечения. [c.296]

В начале 60-х годов был создан лазер — источник когерентного стимулированного оптического излучения со следующими уникальными свойствами стимулированное излучение может быть получено на любой частоте в ИК, видимой и УФ областях спектра может быть высокомонохроматичным и иметь высокую временную когерентность и высокую интенсивность, вполне достаточную для насыщения поглощающего перехода, т. е. для возбуждения значительной части поглощающих атомов или молекул, может иметь длительность гораздо меньше времени жизни возбуждённых состояний атомов и молекул, а также имеет высокую пространственную когерентность, что позволяет коллимировать луч для облучения протяжённых объёмов вещества. [c.359]

Другой метод, свободный от ограничений, накладываемых доплеровским уширением,— это снектроскопня пересечения уровней [206], которая тол<е связана с когерентным возбуждением близко расположенных молекулярных уровней. В отличие от спектроскопии квантовых биений, где возбуждение производится короткими импульсами и наблюдаются интерференционные эффекты во временной шкале, здесь предпочтительнее непрерывное возбуждение, а интерференция между амплитудами флуоресценции с различных когерентно возбужденных уровней определяет пространственное распределение интенсивностей и поляризацию полной флуоресценции. Фазовые соотношения между амплитудами флуоресценции, вызывающие интерференционные эффекгы, зависят от расстояния между уровнями. Если это расстояние больше естественной ширины линии уровня, за время леизнп уровня разность фаз нз.меняется настолько быстро, что интерференционные эффекты пропадают. [c.298]

В настоящее время исследуется большое число нелинейных оптических взаимодействий высокоинтенсивных лазерных лучей с веществом [113, 114]. Два из них — спектроскопия насыщения и двухфотонное поглощение — уже были рассмотрены. Третьим методом является когерентная антистоксова спектроскопия комбинационного рассеяния ( ARS)—метод смещения четырех волн, который привлек широкое внимание и уже нашел некоторое аналитическое применение. Уникальное свойство ARS состоит в том, что оптический сигнал, испускаемый в результате взаимодействия в образце трех фотонов из двух падающих лазерных лучей, сам по себе является когерентным в пространстве и времени лучом ( четвертой волной ). Таким образом, этот метод обладает геометрическими преимуществами лазерной абсорбционной спектроскопии из-за отсутствия потерь, подчиняющихся закону обратной пропорциональности квадрату расстояния, как в падающем, так и в испускаемом образцом свете. Так, пространственную когерентность испускаемого луча можно использовать для исследования недоступных образцов, например внутренней камеры реактивного двигателя [115]. [c.587]

Очевидно, что линейный источник (рис. 6.2) способен в течение продолжительного времени взаимодействовать когерентно с диполями колебательных мод частиц только в пределах углов нулевой зоны Френеля - ф. Конус ф определяет направление пространственно сосредоточенного (не плавающего) переменного электрического потенциала Ю - частота индукционных кулоновских колебаний у - направление силового поля пространственно-со-средоточенного потенциала (потенциала возбуждения вьщеленных колебательных мод) у - координата ветвления индукционного возбуждения аэрозольных частиц. Вне области углов ф возбуждение колебательных мод некогерентно, и следовательно, не обладает пространственной трансляцией. [c.363]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология