Вопросы по когерентности, дифракции и интерференции.

[Дрюша]

Тема отделена от темы https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,105909.msg2360997.html#msg2360997

когерентным светом

А Вы умеете считать интерференцию в полихромате?

Когерентность - это не только монохромат/полихромат, но и направление поляризации... И в то же время, два источника (например, два близких отверстия, подсвеченные от одного источника света) могут быть когерентными (интерферировать друг с другом) даже если их свет, сам по себе, типа, - "естественный" (полихром и никак не поляризован). То есть, "когерентность" - это совсем другая характеристика. И если по физике дела известно, чтодва источника - не когерентны друг с другом (ну, - просто, совершенно независимы: например, - две разные звезды), то они - просто никак не интерферируют. Интенсивности света (плотность энергии) - просто тупо складываются, и всё тут. Они - просто НИКАК НЕ ИНТЕРФЕРИРУЮТ.

[Алексей Юдин]

Две разные звезды могут быть очень даже когерентны - образовывать общую дифракционную картину, просто когда они не разрешаются приёмной апертурой. Это удивительно, как некоторые люди легко теряются в таком простом понятии, вплоть до приписывания когерентности связи с источником излучения. Когерентность - свойство всей системы, в частности, временная следует из монохромности, а пространственная - из малости источника излучения. Ну а малость - понятие очевидно относительное, как раз в связи с которым мы и сталкиваемся с фильтрацией пространственных частот системой "источники-свободное пространство-приёмная апертура".

Потом некоторые начинают думать, что лазерный пучок чем-то особенный. Это вообще печально...

[serega2007]

    Если лазерный луч порезать , как колбасу , то в местах кратных длине лазера , колбас будет твердого копчения , и интерференция будет . В местах не кратных , колбаса отварная и инты не будет . А вот обычные лучи в этом плане , ни рыба , ни мясо . И к ним относится все , что выше .

[Gera]

Две разные звезды могут быть очень даже когерентны - образовывать общую дифракционную картину, просто когда они не разрешаются приёмной апертурой. Это удивительно, как некоторые люди легко теряются в таком простом понятии, вплоть до приписывания когерентности связи с источником излучения. Когерентность - свойство всей системы, в частности, временная следует из монохромности, а пространственная - из малости источника излучения. Ну а малость - понятие очевидно относительное, как раз в связи с которым мы и сталкиваемся с фильтрацией пространственных частот системой "источники-свободное пространство-приёмная апертура".

Потом некоторые начинают думать, что лазерный пучок чем-то особенный. Это вообще печально...

Не ропщите, просто отсылайте к ван Циттеру и Цернике .  К теореме то есть 

[Дрюша]

Потом некоторые начинают думать, что лазерный пучок чем-то особенный. Это вообще печально...

А чё, разве не особенный? Когда длина когеренции составляет десятки сантиметров, т даже метры, и интерферируют друг с другом блики от разных мест в комнате... И визуально это видно, что световое пятно от лазера - искрится мелкими искорками: ни с чем не спутаешь. Там, где обычный (естественный) свет просто равномерно заливает поверхность, там лазерный образует "узоры", "искорки", короче, - интерференционную картину. И, кстати, - опаснее. Потому что на интерференционной картинке, в максимумах, освещённость обычно бывает - вдвое выше, чем в среднем. За счёт этого она может превысить максимально допустимую, и вывести из строя пиксель матрицы или палочку-колбочку глазного дна, когда как при тех же условиях (в ваттах на квадратный сантиметр) естественный свет - ещё бы ничего плохого не сделал.

Но тут не об этом. Я завёл речь про когерентность - в связи с картинками, где два "источника" - явно разрешаются как отдельные. Но изображение - имеет хитрый вид, будто бы они как-то интерферируют.

[Алексей Юдин]

А чё, разве не особенный?

В рамках сабжа любой пучок-лазерный, т.к. рассчёт в режиме частичной когерентности - удел профпрограмм.

[Дрюша]

Ну, оно понятно, что написать программу, которая обсчитывае  интерференционную картинку от одного лазерного источника, - оно проще. Но нам-то - что надо? Мы собираемся - что, звёзды смотреть, или чей-то лазер? Так что, вопрос разработчику РОС считаю уместным. А как смоделировать естественый свет, - это другой вопрос. Тут - разные могут быть подходы, но важно осознать цель и необходимость. А то, если программа рисует какие-то полосы, а глядя в окуляр реального телескопа, мы этих звёзд - не видим, то кто в данном случае виноват?

[Алексей Юдин]

Так в телескопе всё когерентно, некогерентна только примесь рассеянного света. Поэтому изображение спеклованное - имеет дифракционный узор. По длинам волн некогерентная суперпозиция когерентных монохромных картин.

[Piter_Korn]

А атмосфера ее (когерентность) не нарушает ?

[Дрюша]

Так в телескопе всё когерентно, некогерентна только примесь рассеянного света. Поэтому изображение спеклованное - имеет дифракционный узор. По длинам волн некогерентная суперпозиция когерентных монохромных картин.

Это когда одну звезду смотришь. А - две звезды (разрешаемые, пускай даже, - на пределе)? А планета?

А атмосфера ее (когерентность) не нарушает ?

Не нарушает, конечно... Но выражается это в том, что дифракционная картина "колыхается", и даже просто "бурлит", но изображение - спеклованное остаётся спеклованным. То есть, в каждый момент времени оно спеклованное по-своему, и с неспеклованным его - никак не спутаешь.

[Piter_Korn]

При спеклографмческих наблюдениях, насколько мне (не) изменяет склероз, используются узкополосные фильтры. Т.е.  свет, практически, монохроматичен.

[Andrei Zubarev]

Две разные звезды могут быть очень даже когерентны - образовывать общую дифракционную картину, просто когда они не разрешаются приёмной апертурой.

Любопытно. Это что-то неожиданное, для меня, в учении о когерентности.  Всегда считал, что когерентность, и связанная с ней интерференционная картинка, -- это когда существует устойчивая ( в некотором промежутке  пространства и времени ) корреляция фаз электромагнитных волн  от нескольких ( например двух) источников излучения. В случае пары звезд такой корреляции вроде как  взяться неоткуда --   источники абсолютно независимые,  ИМХО.  Возможно, имеется какая-нить картинка ( фото) подтверждающая Вашу, любопытную, точку зрения? 

[Алексей Юдин]

Возможно, имеется какая-нить картинка ( фото) подтверждающая Вашу, любопытную, точку зрения? 

Конечно имеется - это устойчивая во времени дифракционная картина от звезды. Удивительно само возникновение подобных вопросов - оно говорит о непонимании самых основ.

[Serge Chuprakov]

Возможно, имеется какая-нить картинка ( фото) подтверждающая Вашу, любопытную, точку зрения?

Вы думаете, что эмпирическую формулу зависимости углового разрешения от диаметра Б..гЪ надиктовал Моисею?  Она рассчитывается из относительной глубины «провала» в устойчивой во времени дифракционной картине от неразрешаемых источников одинаковой яркости! (138/D)"— 75% провал (Рэлей), (113/D)" — 2% провал (предельный критерий разрешения). Какие вообще могли бы быть эмпирические формулы без устойчивой дифракционной картины?
Скажу по секрету  , вы ее даже сами можете вывести, используя разложение функции Бесселя первого порядка в ряд Тейлора. 

[Gera]

Две разные звезды могут быть очень даже когерентны - образовывать общую дифракционную картину, просто когда они не разрешаются приёмной апертурой.

Любопытно. Это что-то неожиданное, для меня, в учении о когерентности.  Всегда считал, что когерентность, и связанная с ней интерференционная картинка, -- это когда существует устойчивая ( в некотором промежутке  пространства и времени ) корреляция фаз электромагнитных волн  от нескольких ( например двух) источников излучения. В случае пары звезд такой корреляции вроде как  взяться неоткуда --   источники абсолютно независимые,  ИМХО.  Возможно, имеется какая-нить картинка ( фото) подтверждающая Вашу, любопытную, точку зрения? 

Это любая дифкартинка звезды- неважно, одиночной или кратной.
В двух словах, как направление "где копать".  Когерентность определяется корреляционной функцией - в частности временной(в одной точке) и (или) пространственной - в один момент времени в разных точках. Последняя вблизи когерентного объекта всегда ненулевая, вблизи некогерентного(звезда)- нулевая, когерентности нет.  Но если удалять плоскость приема, то в последнем случае появляется пространственная корреляция поля в плоскости приема. Чем дальше, тем больше размер коррелированного участка поля.   Причем  эта корреляция по сути существует только при временном усреднении - на времени, только существенно большем, чем период  оптической несущей.  Это условие всегда выполняется при регистрации, поэтому звезды образуют  дифракционную картину- неважно, одиночные или тесные двойные.
Вобще, читайте учебники, в которых доказывается теорема ван Циттера-Цернике и описана работа интерферометра интенсивностей (Брауна-Твисса).                                               

[serega2007]

    Друзья ! Кто владеет Линзиком ?
    Мне надо бы приживить систему двухзеркальную и получить картинку в паинте , по которой набрал бы уже на своем компе и довел до оптимума . Самому мозгов не хватает набрать параметры .
    Если кто поможет - с меня приходится . Но это уже на Астрофесте .

[Алексей Юдин]

Линзиком не владею, но в Земаксе прикину без проблем.

[serega2007]

Линзиком не владею, но в Земаксе прикину без проблем.

        Леша !
     Это будет сырье , хотя и близкое . И балансировка займет кучу времени . Плюс , надо будет все подогнать под Гостовские радиусы .
     А сейчас надо еще выяснить минимальный последний отрезок . Минимальный , потому , как сильно слияет на светосилу , к которой , как и прежде все весьма не равнодушны .
     РК  мм 200    1 : 4 .

[Алексей Юдин]

Плюс , надо будет все подогнать под Гостовские радиусы .

Так Земакс это автоматом делает.

[serega2007]

Ну , отлично .! Вечером начну считать .
Задача , кому и кривизну убрать полностью , астигматизм - что Бог пошлет . А радиусы в принципе с потолка можно взять , дабы не усложнять задачу .