Délka optické dráhy - Optical path length

V optice , délka optické dráhy ( OPL ), nebo optické vzdálenost je součin geometrické délky části dráhy následuje světlo prostřednictvím daného systému, a index lomu v prostředí, přes které se šíří. V mnoha učebnicích je symbolicky napsáno jako Λ . Rozdíl v délce optické cesty mezi dvěma cestami se často nazývá rozdíl optické dráhy ( OPD ). OPL a OPD jsou důležité, protože určují fázi světla a řídí interferenci a difrakci světla při jeho šíření.

Formulace

Délka optické dráhy

V médiu s konstantním indexem lomu n je OPL pro dráhu geometrické délky s spravedlivé

${\ Displaystyle \ mathrm {OPL} = ns. \,}$

Pokud se index lomu mění podél dráhy, je OPL dána liniovým integrálem

${\ Displaystyle \ mathrm {OPL} = \ int _ {C} n \ mathrm {d} s, \ quad}$

kde n je místní index lomu jako funkce vzdálenosti podél dráhy C .

Elektromagnetické vlny šíří podél dráhy C má fázový posun přes C , jako by to bylo šíření cestu ve vakuu , jejíž délka se rovná délce optické dráhy C . Pokud tedy vlna prochází několika různými médii, pak lze délku optického dráhy každého média sečíst, aby se zjistila celková délka optické dráhy. Rozdíl v optické dráze mezi cestami po dvou identických vlnách pak lze použít k nalezení fázové změny. Nakonec lze pomocí fázové změny vypočítat interferenci mezi oběma vlnami.

Fermatův princip říká, že světlo dráhy mezi dvěma body je dráha, která má minimální délku optické dráhy.

Rozdíl optické dráhy

OPD odpovídá fázovému posunu, kterému prochází světlo vyzařované ze dvou dříve koherentních zdrojů při průchodu médiem různých indexů lomu . Například se zdá, že vlna procházející vzduchem projde kratší vzdálenost než identická vlna ve skle. To je proto, že zdroj ve skle bude zažili menší počet vlnových délek díky vyššímu indexu lomu na skle .

OPD lze vypočítat z následující rovnice:

${\ displaystyle \ mathrm {OPD} = d_ {1} n_ {1} -d_ {2} n_ {2}}$

kde d ₁ a d ₂ jsou vzdálenosti paprsku procházejícího médiem 1 nebo 2, n ₁ je větší index lomu (např. sklo) a n ₂ je menší index lomu (např. vzduch).

Viz také

• Hmotnost vzduchu (astronomie)
• Lagrangeova optika
• Hamiltonovská optika
• Fermatův princip
• Optická hloubka

Reference

•  Tento článek včlení  materiál public domain z dokumentu General Services Administration : "Federal Standard 1037C" .(na podporu MIL-STD-188 )
• Jenkins, F .; White, H. (1976).Základy optiky(4. vyd.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-032330-5.