Differenza di fase in cammino ottico

Inserisca la fase e una lunghezza d’onda positiva in qualsiasi unità di lunghezza; il risultato manterrà la stessa unità. Si applica ΔL = Δφλ/(2π): un ciclo completo di 2π radianti equivale a una lunghezza d’onda e mezzo ciclo equivale alla sua metà.

Colleghi la fase angolare a una distanza fisica

La fase indica la posizione all’interno di un ciclo periodico, mentre la differenza di cammino indica quanta strada in più ha percorso un’onda rispetto all’altra. La lunghezza d’onda collega le due grandezze. Un ciclo completo contiene 2π radianti e occupa esattamente una lunghezza d’onda; quindi Δφ/(2π) esprime il numero di cicli di separazione. Moltiplicando tale frazione per λ si ottiene ΔL = Δφλ/(2π). Per esempio, π/2 radianti rappresentano un quarto di ciclo e producono un quarto di lunghezza d’onda. Il calcolatore restituisce fase inserita, lunghezza d’onda, fase in cicli e cammino risultante. Non riduce la fase modulo 2π, così conserva direzione e cicli interi. Una fase negativa genera un cammino negativo. Se a Lei interessa soltanto il modulo, usi il valore assoluto dopo aver verificato che la direzione non sia rilevante nella convenzione adottata.

Scelga le unità e interpreti il segno

La lunghezza d’onda può essere indicata in metri, nanometri, micrometri, millimetri o in un’altra unità; l’uscita rimane nella stessa unità. Inserendo 632.8 in nanometri, il cammino sarà espresso in nanometri; inserendo 6.328 × 10⁻⁷ in metri, sarà espresso in metri. Non viene eseguita né ipotizzata alcuna conversione. Questa scelta funziona per luce visibile, infrarossi, microonde e ogni onda coerente di lunghezza nota. La lunghezza d’onda deve essere positiva perché rappresenta un periodo spaziale fisico. La fase ammette segno poiché le convenzioni cambiano tra strumenti e derivazioni. Prima del confronto con dati sperimentali, verifichi quale fascio viene sottratto e se lo strumento restituisce una fase avvolta, per esempio tra −π e π. Una lettura avvolta identifica un cammino equivalente entro una lunghezza d’onda, ma non rivela un multiplo intero ignoto.

Applichi il risultato alle misure interferometriche

In interferometria si osserva spesso direttamente la fase, mentre spostamento, spessore o cammino ottico costituiscono la grandezza cercata. Questo strumento esegue soltanto la conversione fondamentale da fase a cammino. Non include automaticamente doppio passaggio riflesso, indice di rifrazione, angolo d’incidenza o geometria dello strumento. Tali fattori appartengono al modello che lega il cammino ottico alla dimensione fisica. In un semplice interferometro di Michelson, per esempio, lo spostamento dello specchio cambia il percorso di andata e ritorno; nella configurazione usuale a incidenza normale, il movimento fisico può essere metà della differenza di cammino ottico. La propagazione in un materiale usa inoltre il cammino ottico nL e non la sola lunghezza geometrica L, quindi la fase può combinare spessore e indice. Usi ΔL come cammino equivalente alla lunghezza indicata, poi applichi separatamente la geometria sperimentale. Così le ipotesi restano visibili e si evitano errori di fattore due.