padverschil

Padverschil is het verschil in afgelegde afstand tussen twee lichtgolven afkomstig van een gemeenschappelijke bron en die dezelfde detector bereiken. Het padverschil bepaalt of de golven elkaar versterken of uit elkaar halen via interferentie, en daarmee de intensiteit van het waargenomen signaal.

In optica wordt vaak onderscheid gemaakt tussen geometrische padlengte en optische padlengte. De geometrische padlengte is de feitelijke lengte van elk pad. De optische padlengte is het product van de lengte en de refractie-index van het doorlopen medium: OPL = n·L. Het effectieve padverschil is ΔOPL = n1L1 − n2L2. De bijbehorende faseverschil is Δφ = (2π/λ0) ΔOPL, waarbij λ0 de golflengte in vacuüm is. Constructieve interferentie treedt op bij Δφ = 2πm en destructieve bij Δφ = (2m+1)π, met m een geheel getal. Equivalente uitdrukkingen gebruiken vaak ΔOPL = mλ0 voor constructieve en ΔOPL = (m+1/2)λ0 voor destructieve interferentie.

Voorbeelden en toepassingen: in Young’s dubbelspleet is het padverschil naar een punt op het scherm gelijk aan d sin θ, met d de spleetafstand en θ de hoek. In een Michelson-interferometer kan één padlengte worden aangepast om ΔOPL te wijzigen en zo de interferentie-fractie te sturen. Toepassingen omvatten nauwkeurige afstandsmeting, meting van refractieve indices, en verschillende vormen van precisie-optica, zoals interferometrische metingen en medische beeldvorming (coherente tomografie).

Samengevat is padverschil een fundamenteel concept voor het begrip en de toepassing van interferentie in optica en gerelateerde disciplines.