Diferencia de fase frente a diferencia de ruta
La diferencia de fase y la diferencia de trayectoria son dos conceptos muy importantes en óptica. Estos fenómenos se ven en problemas de modelo ondulatorio de la luz, que toma la luz como una onda viajera. Tanto la diferencia de trayectoria como la diferencia de fase son muy importantes cuando se trata de explicar fenómenos como el experimento de doble rendija de Young, la difracción de una sola rendija, los anillos de Newton, la interferencia de película delgada, el experimento de doble espejo de Fresnel, la difracción de Fresnel, las rejillas de difracción y las placas de zona.. Estos fenómenos también tienen aplicaciones como la espiral de Cornu y el biprisma de Fresnel. En este artículo, vamos a discutir en profundidad qué son la diferencia de fase y la diferencia de ruta, y su significado, aplicaciones y diferencias.
Diferencia de fase
Para comprender la diferencia de fase, primero se debe comprender qué es "fase". Una onda viajera se puede definir usando la ecuación Y(x)=A sin (ωt – kx) donde Y(x) es el desplazamiento en el eje y en el punto x, A es la amplitud de la onda, ω es la frecuencia angular de la onda, t es el tiempo, k es el vector de onda o, a veces, se denomina número de onda, x es el valor en el eje x. La fase de una onda se puede interpretar de varias maneras. La más común es que es la parte (ωt – kx) de la onda. Se puede ver que en t=0 y x=0 la fase también es 0. ωt es el número total de revoluciones que ha hecho la fuente de la onda cuando el tiempo es t, (ωt – kx) es el ángulo total que la fuente se ha convertido. La diferencia de fase solo es útil cuando se trata de ondas de la misma frecuencia. La diferencia de fase indica cuánto se retrasa o adelanta una onda con respecto a otra onda. Si dos ondas interfieren y su diferencia de fase es cero, la amplitud de la onda resultante es la suma de las dos ondas incidentes; si la diferencia de fase es 180° o π radianes, el resultado es la resta entre las dos amplitudes.
Diferencia de ruta
La diferencia de trayectoria de dos ondas se puede separar en dos categorías. El primero es la diferencia de camino físico y el segundo es la diferencia de camino óptico. La diferencia de trayectoria física es la diferencia medida entre las dos rutas tomadas por las dos ondas. La diferencia del camino óptico es la suma de cada elemento del camino multiplicado por el índice de refracción del medio en el que se encuentra el elemento del camino. Se puede representar matemáticamente como la integral de n(x) dx.
¿Cuál es la diferencia entre la diferencia de ruta y la diferencia de fase?
– Tanto la diferencia de trayectoria como la diferencia de fase contribuyen por igual al desplazamiento de la onda resultante.
– La diferencia de trayectoria se produce debido a la diferencia de la ruta tomada y los índices de refracción de los medios en cada ruta, mientras que la diferencia de fase se produce principalmente debido a la inversión de fase de las ondas cuando se produce una reflexión intensa.
– La diferencia de trayectoria se mide en metros, mientras que la diferencia de fase es un ángulo que se mide en radianes o grados.
