پدیدههای بارز اپتیک موجی
پدیده دوپلر نوری: اگر چشمه و گیرنده فیزیک امواج نسبت به
یکدیگر حرکت داشته باشند، فرکانس موج دریافتی ، با حالتی که
این دو نسبت به هم حرکت نداشته باشند، متفاوت خواهد بود. این
پدیده معروف اولین بار در مورد امواج صوتی به وسیله دوپلر بررسی
شد. اما در آزمایشگاه ، اندازهگیری جابجایی دوپلری فیزیک امواج نورانی
به کمک نور گسیلی از باریکههای اتمی که در آن اتمها سرعت زیادی
دارند، امکان پذیر است. فیزو از اولین افرادی بود که این پدیده را در مورد
فیزیک امواج نورانی بررسی کرد. به این دلیل اثر دوپلر در نور به نام
پدیده دوپلر فیزو هم معروف است. جابجایی دوپلری خطوط طیفی
در نجوم کاملا شناخته شده است. از این پدیده برای اندازه گیری
سرعت حرکت اجرام آسمانی استفاده میشود.
پدیده تداخل: در این پدیده نور حاصل از یک چشمه نور بر روی
صفحهای که دارای دو سوراخ کوچک است تابیده میشود. پرتوهای
نوری خارج شده از شکافها در پشت صفحه با هم تداخل انجام
میدهند. در نقاطی که تداخل ، سازنده باشد، نقاط روشن و در
نقاطی که تداخل ، ویرانگر باشد، نقاط تاریک دیده میشود.
پدیده پراش: اگر نور تولید شده به وسیله یک چشمه بر
روی صفحهای که بر روی آن شکافی قرار دارد، تابیده شود، در این
صورت،پرتوها از لبههای شکاف بازتابیده میشوند،که این پدیده را
پراش نور میگویند.
کاربردهای اپتیک موجی
موجبرهای نوری: یکی از کاربردهای متعدد علمی بازتابش داخلی کلی
، گذراندن نور از تارهای کوچک پیوسته موجبر است. دستهای از این
تارها را میتوان به اندازهای نرم ساخت که تا حد معینی خمش
را تحمل کنند. تاری را که از استوانه دیالکتریک جامدی تشکیل
شده است و درون محیطی با ضریب شکست کمتر از خود قرار دارد،
در نظر میگیریم.
اگر نور در جهت کلی محور تار به آن نزدیک شود و زاویه فرودی روی
دیواره ، نامساوی و یا بزرگتر از زاویه حد باشد، نور در تار محبوس
خواهد شد. نور تکفام از درون تارهای بسیار نازک یکنواخت که قطر
آنها حدود چند میکرون است ، با مد مشخص حرکت میکند. در این
حالت ما موجبر نوری داریم. این وسیله در مخابرات نوری (با نور لیزر) ،
داده پردازی و کاربردهای دیگر حائز اهمیت است.
اندازهگیری قطر ستارگان: چون فاصله ستارگان از زمین زیاد است،
قطر ظاهری آنها خیلی کم است و از یک صدم ثانیه کمانی هم تجاوز
نمیکند. بنابراین پهنای همدوسی عرضی نور یک ستاره که از زمین
رصد میشود، حدود چندین متر است. یکی از روشهای تعیین قطر
زاویهای یک چشمه دور ، استفاده از یک آرایش تداخلی دو شکافی
است که در آن بتوان فاصله دو شکاف را تغییر داد.
مایلکسون اولین کسی بود که برای تعیین قطر ستارگان از روش
تداخل سنجی استفاده کرد (تداخل سنج نجومی مایکلسون). وی
برای افزایش فاصله میان شکافها ، از چند آینه استفاده کرد. یکی از
بزرگترین ستارگانی که قطر زاویهای آن اندازهگیری شد، ستاره
Betelgeuse بود.