تأثير تالبوت

تأثير تالبوت الضوئي للضوء أحادي اللون ، يظهر على شكل "سجادة تالبوت". في الجزء السفلي من الشكل ، يمكن رؤية الضوء مشتتًا من خلال شبكة ، ويتم إعادة إنتاج هذا النمط الدقيق في الجزء العلوي من الصورة (طول تالبوت واحد بعيدًا عن الشبكة). في منتصف الطريق ، ترى الصورة تتحول إلى الجانب ، وفي الأجزاء العادية من طول تالبوت ، تظهر الصور الفرعية بوضوح.

تأثير تالبوت هوتأثير حيود قريب المجال لوحظ لأول مرة في عام 1836 من قبل هنري فوكس تالبوت . عندما تحدث موجة مستوية على شبكة حيود دورية، تتكرر صورة الشبكة على مسافات منتظمة بعيدًا عن مستوى الشبكة. تسمى المسافة المنتظمة بطول تالبوت، وتسمى الصور المتكررة بالصور الذاتية أوصور تالبوت.

علاوة على ذلك، في نصف طول تالبوت، تحدث صورة ذاتية أيضًا، ولكن يتم إزاحتها طورًا بنصف فترة (المعنى المادي لهذا هوأنها تتحول أفقياً بنصف عرض فترة المشبك). في الكسور العادية الأصغر من طول تالبوت، يمكن أيضًا ملاحظة الصور الفرعية.

عند ربع طول تالبوت، يتم تقليل حجم الصورة الذاتية إلى النصف، وتظهر مع نصف فترة الشبكة (وبالتالي يتم رؤية ضعف عدد الصور).

عند ثُمن طول تالبوت، يتم تقليل فترة وحجم الصور إلى النصف مرة أخرى، إلى غير ذلك يتم إنشاء نمط كسوري للصور الفرعية ذات الحجم المتناقص باستمرار، والذي يُشار إليه غالبًا باسم سجادة تالبوت . تستخدم تجاويف تالبوت لتكوين مجموعة متماسكة من مجموعات الليزر.

حساب طول تالبوت

أظهر اللورد رايلي حتى تأثير تالبوت كان نتيجة طبيعية لحيود فريسنل وأن طول تالبوت يمكن إيجاده بالصيغة التالية:

{\displaystyle z_{\text{T ={\frac {2a^{2 {\lambda ,

أي ان ${\displaystyle \lambda$

{\displaystyle z_{\text{T ={\frac {\lambda {1-{\sqrt {1-{\frac {\lambda ^{2 {a^{2 .

تأثير تالبوت الذري

نظرًا لطبيعة الموجة الميكانيكية الكمومية للجسيمات ، فقد لوحظت تأثيرات الانعراج أيضًا في الذرات - وهي تأثيرات تشبه تلك الموجودة في حالة الضوء.

تشابمان وآخرون. نفذوا تجربة تم فيها تمرير شعاع متوازي من ذرات الصوديوم من خلال شبكتين حيويتين (الثانية تستخدم كقناع) لمراقبة تأثير تالبوت وقياس طول تالبوت.

كان الشعاع بمتوسط سرعة 1000 لقاءا لطول موجة دي بروجلي اي: ${\displaystyle \lambda _{\text{dB$

تأثير تالبوت الغير خطي

ينتج تأثير تالبوت غير الخطي عن التصوير الذاتي لنمط الكثافة الدورية المتولدة على سطح الإخراج من بلورة ليتاوالمصقولة .

تم التحقيق في جميع من تأثيرات تالبوت السليمة والكسرية.

في معادلة شرودنغر غير الخطية ${\displaystyle i{\frac {\partial \psi {\partial z +{\frac {1 {2 {\frac {\partial ^{2 \psi {\partial x^{2 +|\psi |^{2 \psi =0$

انظر أيضا

بكسل حساس للزاوية

المراجع

^ H. F. Talbot 1836 "Facts relating to optical science" No. IV, Phil. Mag. 9
^ Case, William B.; Tomandl, Mathias; Deachapunya, Sarayut; Arndt, Markus (2009). "Realization of optical carpets in the Talbot and Talbot–Lau configurations". Opt. Express. 17 (23): 20966–20974. Bibcode:2009OExpr..1720966C. doi:10.1364/OE.17.020966. PMID 19997335.
^ Lord Rayleigh 1881 "On copying diffraction gratings and on some phenomenon connected therewith" Phil. Mag. 11
^ Kim, Myun-Sik; Scharf, Toralf; Menzel, Christoph; Rockstuhl, Carsten; Herzig, Hans Peter (2013). "Phase anomalies in Talbot light carpets of selfimages". Opt. Express. 21 (1): 1287–1300. Bibcode:2013OExpr..21.1287K. doi:10.1364/OE.21.001287. PMID 23389022.
^ Chapman, Michael S.; Ekstrom, Christopher R.; Hammond, Troy D.; Schmiedmayer, Jörg; Tannian, Bridget E.; Wehinger, Stefan; Pritchard, David E. (1995). "Near-field imaging of atom diffraction gratings: The atomic Talbot effect". Physical Review A. 51 (1): R14–R17. Bibcode:1995PhRvA..51...14C. doi:10.1103/PhysRevA.51.R14.
^ Zhang, Yong; Wen, Jianming; Zhu, S. N.; Xiao, Min (2010). "Nonlinear Talbot Effect". Physical Review Letters. 104 (18): 183901. Bibcode:2010PhRvL.104r3901Z. doi:10.1103/PhysRevLett.104.183901.
^ Zhang, Yiqi; Belić, Milivoj R.; Zheng, Huaibin; Chen, Haixia; Li, Changbiao; Song, Jianping; Zhang, Yanpeng (2014). "Nonlinear Talbot effect of rogue waves". Physical Review E. 89 (3): 032902. arXiv:1402.3017. Bibcode:2014PhRvE..89c2902Z. doi:10.1103/PhysRevE.89.032902.