ইন্টারফারেন্স প্যাটার্ন হল হালকা বা গাঢ় ব্যান্ড যা পরস্পরের সাথে পর্যায় বা পর্যায় থেকে দূরে থাকা বিমের কারণে হয়। যখন সুপারইমপোজ করা হয়, আলো এবং অনুরূপ তরঙ্গগুলি যোগ হয় যদি তাদের পর্যায়গুলি মিলে যায় (উভয় এবং হ্রাস উভয় দিকেই), অথবা তারা একে অপরকে ক্ষতিপূরণ দেয় যদি তারা অ্যান্টিফেজ থাকে। এই ঘটনাগুলিকে যথাক্রমে গঠনমূলক এবং ধ্বংসাত্মক হস্তক্ষেপ বলা হয়। যদি একরঙা বিকিরণের একটি রশ্মি, যার সবকটিরই তরঙ্গদৈর্ঘ্য একই, দুটি সরু স্লিটের মধ্য দিয়ে যায় (পরীক্ষাটি প্রথম 1801 সালে থমাস ইয়ং দ্বারা পরিচালিত হয়েছিল, একজন ইংরেজ বিজ্ঞানী, যিনি তাকে ধন্যবাদ, তরঙ্গ প্রকৃতি সম্পর্কে উপসংহারে এসেছিলেন। আলোর), দুটি ফলস্বরূপ বিম একটি সমতল স্ক্রিনে নির্দেশিত হতে পারে, যার উপর, দুটি ওভারল্যাপিং দাগের পরিবর্তে, হস্তক্ষেপের প্রান্ত তৈরি হয় - আলো এবং অন্ধকার এলাকায় সমানভাবে পর্যায়ক্রমে একটি প্যাটার্ন। এই ঘটনাটি ব্যবহার করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, সমস্ত অপটিক্যাল ইন্টারফেরোমিটারে৷
সুপারপজিশন
সমস্ত তরঙ্গের সংজ্ঞায়িত বৈশিষ্ট্য হল সুপারপজিশন, যা সুপার ইমপোজড তরঙ্গের আচরণকে বর্ণনা করে। এর নীতি হল যখন মহাকাশেযদি দুইটির বেশি তরঙ্গকে সুপারিম্পোজ করা হয়, তাহলে ফলস্বরূপ বিক্ষিপ্ততা পৃথক বিক্ষিপ্ততার বীজগাণিতিক যোগফলের সমান। কখনও কখনও এই নিয়ম বড় perturbations জন্য লঙ্ঘন করা হয়. এই সাধারণ আচরণটি হস্তক্ষেপের ঘটনা নামক প্রভাবগুলির একটি সিরিজের দিকে নিয়ে যায়৷
হস্তক্ষেপের ঘটনাটি দুটি চরম ক্ষেত্রে দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। গঠনমূলক ম্যাক্সিমায় দুটি তরঙ্গ মিলে যায় এবং তারা একে অপরের সাথে পর্যায়ক্রমে থাকে। তাদের সুপারপজিশনের ফলাফল হল বিরক্তিকর প্রভাব বৃদ্ধি। ফলে মিশ্র তরঙ্গের প্রশস্ততা পৃথক প্রশস্ততার সমষ্টির সমান। এবং, বিপরীতভাবে, ধ্বংসাত্মক হস্তক্ষেপে, সর্বাধিক একটি তরঙ্গ দ্বিতীয়টির সর্বনিম্ন সাথে মিলে যায় - তারা অ্যান্টিফেজে থাকে। সম্মিলিত তরঙ্গের প্রশস্ততা তার উপাদান অংশগুলির প্রশস্ততার মধ্যে পার্থক্যের সমান। ক্ষেত্রে যখন তারা সমান হয়, ধ্বংসাত্মক হস্তক্ষেপ সম্পূর্ণ হয়, এবং মাধ্যমের মোট বিশৃঙ্খলা শূন্য হয়।
জং এর পরীক্ষা
দুটি উত্স থেকে হস্তক্ষেপের প্যাটার্ন স্পষ্টভাবে ওভারল্যাপিং তরঙ্গের উপস্থিতি নির্দেশ করে। টমাস জং পরামর্শ দিয়েছিলেন যে আলো একটি তরঙ্গ যা সুপারপজিশনের নীতি মেনে চলে। তার বিখ্যাত পরীক্ষামূলক কৃতিত্ব ছিল 1801 সালে আলোর গঠনমূলক এবং ধ্বংসাত্মক হস্তক্ষেপের প্রদর্শনী। ইয়ং-এর পরীক্ষার আধুনিক সংস্করণটি মূলত শুধুমাত্র এই ক্ষেত্রেই আলাদা যে এটি সুসঙ্গত আলোর উত্স ব্যবহার করে। লেজারটি একটি অস্বচ্ছ পৃষ্ঠের দুটি সমান্তরাল স্লিটকে সমানভাবে আলোকিত করে। তাদের মধ্য দিয়ে যাওয়া আলো দূরবর্তী পর্দায় পর্যবেক্ষণ করা হয়। যখন স্লটের মধ্যে প্রস্থ অনেক বেশি হয়তরঙ্গদৈর্ঘ্য, জ্যামিতিক অপটিক্সের নিয়মগুলি পরিলক্ষিত হয় - দুটি আলোকিত এলাকা পর্দায় দৃশ্যমান হয়। যাইহোক, স্লিটগুলি একে অপরের কাছে আসার সাথে সাথে আলো বিচ্ছুরিত হয় এবং পর্দার তরঙ্গ একে অপরকে ওভারল্যাপ করে। বিবর্তন নিজেই আলোর তরঙ্গ প্রকৃতির একটি পরিণতি এবং এই প্রভাবের আরেকটি উদাহরণ।
হস্তক্ষেপ প্যাটার্ন
সুপারপজিশনের নীতি আলোকিত স্ক্রিনে ফলে তীব্রতা বন্টন নির্ধারণ করে। একটি হস্তক্ষেপ প্যাটার্ন ঘটে যখন স্লিট থেকে স্ক্রিনের পথের পার্থক্য তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি পূর্ণসংখ্যার সমান হয় (0, λ, 2λ, …)। এই পার্থক্য নিশ্চিত করে যে উচ্চতা একই সময়ে পৌঁছায়। ধ্বংসাত্মক হস্তক্ষেপ ঘটে যখন পথের পার্থক্য অর্ধেক (λ/2, 3λ/2, …) দ্বারা স্থানান্তরিত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি পূর্ণসংখ্যা হয়। জং জ্যামিতিক আর্গুমেন্ট ব্যবহার করে দেখান যে সুপারপজিশনের ফলে সমানভাবে ব্যবধানের প্রান্তের একটি সিরিজ বা উচ্চ তীব্রতার প্যাচ গঠনমূলক হস্তক্ষেপের ক্ষেত্রগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হয় যা সম্পূর্ণ ধ্বংসাত্মক হস্তক্ষেপের অন্ধকার প্যাচ দ্বারা পৃথক করা হয়।
গর্তের মধ্যে দূরত্ব
ডবল-স্লিট জ্যামিতির একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার হল আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অনুপাত λ এবং গর্তগুলির মধ্যে দূরত্ব d। যদি λ/d 1-এর চেয়ে অনেক কম হয়, তবে প্রান্তের মধ্যে দূরত্ব ছোট হবে এবং কোনো ওভারল্যাপ প্রভাব পরিলক্ষিত হবে না। ঘনিষ্ঠভাবে ব্যবধানযুক্ত স্লিট ব্যবহার করে, জং অন্ধকার এবং হালকা অঞ্চলগুলিকে আলাদা করতে সক্ষম হয়েছিল। এইভাবে, তিনি দৃশ্যমান আলোর রঙের তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্ধারণ করেছিলেন। তাদের অত্যন্ত ছোট মাত্রা ব্যাখ্যা করে কেন এই প্রভাবগুলি শুধুমাত্র পরিলক্ষিত হয়নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে. গঠনমূলক এবং ধ্বংসাত্মক হস্তক্ষেপের ক্ষেত্রগুলিকে আলাদা করতে, আলোক তরঙ্গের উত্সগুলির মধ্যে দূরত্ব অবশ্যই খুব ছোট হতে হবে৷
তরঙ্গদৈর্ঘ্য
অন্য দুটি কারণে হস্তক্ষেপের প্রভাব পর্যবেক্ষণ করা চ্যালেঞ্জিং। বেশিরভাগ আলোর উৎস তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি অবিচ্ছিন্ন বর্ণালী নির্গত করে, যার ফলে একাধিক হস্তক্ষেপের প্যাটার্ন একে অপরের উপর চাপানো হয়, প্রতিটি প্রান্তের মধ্যে নিজস্ব ব্যবধান সহ। এটি সর্বাধিক উচ্চারিত প্রভাবগুলিকে বাতিল করে, যেমন সম্পূর্ণ অন্ধকারের এলাকা।
সংযুক্তি
একটি বর্ধিত সময়ের জন্য হস্তক্ষেপ লক্ষ্য করার জন্য, সুসংগত আলোর উত্স ব্যবহার করা আবশ্যক। এর মানে হল যে বিকিরণ উত্স একটি ধ্রুবক ফেজ সম্পর্ক বজায় রাখা আবশ্যক. উদাহরণস্বরূপ, একই কম্পাঙ্কের দুটি সুরেলা তরঙ্গের সর্বদা স্থানের প্রতিটি বিন্দুতে একটি নির্দিষ্ট পর্যায় সম্পর্ক থাকে - হয় পর্যায়, বা অ্যান্টিফেজ বা কিছু মধ্যবর্তী অবস্থায়। যাইহোক, বেশিরভাগ আলোর উত্স সত্য সুরেলা তরঙ্গ নির্গত করে না। পরিবর্তে, তারা আলো নির্গত করে যেখানে প্রতি সেকেন্ডে লক্ষ লক্ষ বার এলোমেলো পর্যায়ে পরিবর্তন ঘটে। এই ধরনের বিকিরণকে অসামঞ্জস্য বলা হয়।
আদর্শ উৎস হল একটি লেজার
যখনও হস্তক্ষেপ পরিলক্ষিত হয় যখন দুটি অসামঞ্জস্যপূর্ণ উৎসের তরঙ্গ মহাকাশে চাপিয়ে দেওয়া হয়, কিন্তু হস্তক্ষেপের ধরণগুলি এলোমেলোভাবে পরিবর্তিত হয়, একটি এলোমেলো পর্যায় পরিবর্তনের সাথে। চোখ সহ আলোর সেন্সরগুলি দ্রুত নিবন্ধন করতে পারে নাইমেজ পরিবর্তন, কিন্তু শুধুমাত্র সময়-গড় তীব্রতা. লেজার রশ্মি প্রায় একরঙা (অর্থাৎ, একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য নিয়ে গঠিত) এবং অত্যন্ত সুসঙ্গত। হস্তক্ষেপের প্রভাব পর্যবেক্ষণের জন্য এটি একটি আদর্শ আলোর উৎস৷
ফ্রিকোয়েন্সি সনাক্তকরণ
1802-এর পরে, জং-এর পরিমাপিত দৃশ্যমান আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য তার ফ্রিকোয়েন্সি আনুমানিক করার জন্য সেই সময়ে উপলব্ধ আলোর অপর্যাপ্ত সুনির্দিষ্ট গতির সাথে সম্পর্কিত হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, সবুজ আলোর জন্য এটি প্রায় 6×1014 Hz। এটি যান্ত্রিক কম্পনের কম্পাঙ্কের চেয়ে অনেক বেশি মাত্রার অর্ডার। তুলনায়, একজন মানুষ 2×104 Hz পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সি সহ শব্দ শুনতে পারে। এই ধরনের হারে ঠিক কী ওঠানামা হয়েছিল তা পরবর্তী 60 বছর ধরে একটি রহস্য রয়ে গেছে।
পাতলা চলচ্চিত্রে হস্তক্ষেপ
পর্যক্ষিত প্রভাবগুলি টমাস ইয়াং দ্বারা ব্যবহৃত ডাবল স্লিট জ্যামিতির মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়। তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে তুলনীয় দূরত্ব দ্বারা পৃথক দুটি পৃষ্ঠ থেকে রশ্মি প্রতিফলিত এবং প্রতিসৃত হলে, পাতলা ছায়াছবিতে হস্তক্ষেপ ঘটে। পৃষ্ঠের মধ্যে ফিল্মের ভূমিকা ভ্যাকুয়াম, বায়ু, যেকোনো স্বচ্ছ তরল বা কঠিন পদার্থ দ্বারা অভিনয় করা যেতে পারে। দৃশ্যমান আলোতে, হস্তক্ষেপ প্রভাব কয়েকটি মাইক্রোমিটারের ক্রম মাত্রার মধ্যে সীমাবদ্ধ। একটি ফিল্ম একটি সুপরিচিত উদাহরণ একটি সাবান বুদবুদ হয়. এটি থেকে প্রতিফলিত আলো দুটি তরঙ্গের একটি সুপারপজিশন - একটি সামনের পৃষ্ঠ থেকে প্রতিফলিত হয় এবং দ্বিতীয়টি - পিছনে থেকে। তারা মহাকাশে ওভারল্যাপ করে এবং একে অপরের সাথে স্ট্যাক করে। সাবানের পুরুত্বের উপর নির্ভর করেছায়াছবি, দুটি তরঙ্গ গঠনমূলক বা ধ্বংসাত্মকভাবে যোগাযোগ করতে পারে। হস্তক্ষেপ প্যাটার্নের একটি সম্পূর্ণ গণনা দেখায় যে একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ সহ আলোর জন্য, λ/4, 3λ/4, 5λ/4, ইত্যাদির ফিল্মের পুরুত্বের জন্য গঠনমূলক হস্তক্ষেপ পরিলক্ষিত হয় এবং λ/2 এর জন্য ধ্বংসাত্মক হস্তক্ষেপ পরিলক্ষিত হয়, λ, 3λ/ 2, …
গণনার জন্য সূত্র
হস্তক্ষেপের ঘটনাটির অনেক ব্যবহার রয়েছে, তাই এর সাথে জড়িত মৌলিক সমীকরণগুলি বোঝা গুরুত্বপূর্ণ। নিম্নলিখিত সূত্রগুলি আপনাকে দুটি সর্বাধিক সাধারণ হস্তক্ষেপের ক্ষেত্রে হস্তক্ষেপের সাথে যুক্ত বিভিন্ন পরিমাণ গণনা করতে দেয়৷
ইয়ং-এর পরীক্ষায় উজ্জ্বল প্রান্তের অবস্থান, যেমন গঠনমূলক হস্তক্ষেপ সহ এলাকাগুলি, অভিব্যক্তি ব্যবহার করে গণনা করা যেতে পারে: yউজ্জ্বল।=(λL/d)m, যেখানে λ তরঙ্গদৈর্ঘ্য; m=1, 2, 3, …; d হল স্লটের মধ্যে দূরত্ব; L হল লক্ষ্যের দূরত্ব।
অন্ধকার ব্যান্ডের অবস্থান, অর্থাৎ ধ্বংসাত্মক মিথস্ক্রিয়াগুলির ক্ষেত্রগুলি, সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়: yঅন্ধকার।=(λL/d)(m+1/2)।
অন্য ধরনের হস্তক্ষেপের জন্য - পাতলা ফিল্মগুলিতে - একটি গঠনমূলক বা ধ্বংসাত্মক সুপারপজিশনের উপস্থিতি প্রতিফলিত তরঙ্গের ফেজ শিফ্ট নির্ধারণ করে, যা ফিল্মের পুরুত্ব এবং এর প্রতিসরণ সূচকের উপর নির্ভর করে। প্রথম সমীকরণটি এমন একটি পরিবর্তনের অনুপস্থিতির ক্ষেত্রে বর্ণনা করে এবং দ্বিতীয়টি একটি অর্ধ-তরঙ্গদৈর্ঘ্যের স্থানান্তর বর্ণনা করে:
2nt=mλ;
2nt=(m+1/2) λ.
এখানে λ হল তরঙ্গদৈর্ঘ্য; m=1, 2, 3, …; t হল ফিল্মে ভ্রমণ করা পথ; n হল প্রতিসরণ সূচক।
প্রকৃতিতে পর্যবেক্ষণ
যখন একটি সাবানের বুদবুদে সূর্যের আলো জ্বলে, তখন উজ্জ্বল রঙের ব্যান্ডগুলি দেখা যায় কারণ বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্য ধ্বংসাত্মক হস্তক্ষেপের বিষয় এবং প্রতিফলন থেকে সরানো হয়। অবশিষ্ট প্রতিফলিত আলো দূরবর্তী রঙের পরিপূরক হিসাবে উপস্থিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, যদি ধ্বংসাত্মক হস্তক্ষেপের ফলে কোন লাল উপাদান না থাকে, তাহলে প্রতিফলন নীল হবে। জলের উপর তেলের পাতলা ছায়াছবি একই রকম প্রভাব তৈরি করে। প্রকৃতিতে, ময়ূর এবং হামিংবার্ড সহ কিছু পাখির পালক এবং কিছু বিটলের খোলস বর্ণহীন দেখায়, তবে দেখার কোণ পরিবর্তনের সাথে সাথে রঙ পরিবর্তন হয়। এখানে অপটিক্সের পদার্থবিদ্যা হল পাতলা স্তরযুক্ত কাঠামো বা প্রতিফলিত রডের অ্যারে থেকে প্রতিফলিত আলোক তরঙ্গের হস্তক্ষেপ। একইভাবে, মুক্তা এবং খোসার একটি আইরিস থাকে, যা মাদার-অফ-পার্লের বিভিন্ন স্তর থেকে প্রতিফলনের সুপারপজিশনের জন্য ধন্যবাদ। আণুবীক্ষণিক গোলাকার কণা দ্বারা গঠিত নিয়মিত নিদর্শন থেকে আলোর বিচ্ছুরণের কারণে ওপালের মতো রত্নপাথরগুলি সুন্দর হস্তক্ষেপের নিদর্শন প্রদর্শন করে৷
আবেদন
দৈনন্দিন জীবনে আলোর হস্তক্ষেপের অনেক প্রযুক্তিগত প্রয়োগ রয়েছে। ক্যামেরা অপটিক্সের পদার্থবিদ্যা তাদের উপর ভিত্তি করে। লেন্সের স্বাভাবিক অ্যান্টি-রিফ্লেক্টিভ আবরণ একটি পাতলা ফিল্ম। প্রতিফলিত দৃশ্যমান আলোর ধ্বংসাত্মক হস্তক্ষেপ তৈরি করতে এর বেধ এবং প্রতিসরণ বেছে নেওয়া হয়। গঠিত আরো বিশেষ আবরণপাতলা ফিল্মের কয়েকটি স্তর শুধুমাত্র একটি সংকীর্ণ তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসরে বিকিরণ প্রেরণের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে এবং তাই, হালকা ফিল্টার হিসাবে ব্যবহৃত হয়। মাল্টিলেয়ার আবরণগুলি জ্যোতির্বিজ্ঞানের টেলিস্কোপ আয়নার পাশাপাশি লেজারের অপটিক্যাল গহ্বরের প্রতিফলন বাড়ানোর জন্যও ব্যবহৃত হয়। ইন্টারফেরোমেট্রি - আপেক্ষিক দূরত্বে ছোট পরিবর্তন সনাক্ত করতে ব্যবহৃত সুনির্দিষ্ট পরিমাপ পদ্ধতি - প্রতিফলিত আলোর দ্বারা তৈরি অন্ধকার এবং হালকা ব্যান্ডগুলিতে পরিবর্তনের পর্যবেক্ষণের উপর ভিত্তি করে। উদাহরণস্বরূপ, হস্তক্ষেপের প্যাটার্ন কীভাবে পরিবর্তিত হবে তা পরিমাপ করা আপনাকে অপটিক্যাল তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ভগ্নাংশে অপটিক্যাল উপাদানগুলির পৃষ্ঠের বক্রতা নির্ধারণ করতে দেয়৷
