Почему вращение вообще меняет фазу?

В инерциальной системе отсчёта пути двух направлений слегка различаются, пока контур вращается: один луч «догоняет» геометрию чуть дольше другого, что на выходе проявляется как разность фаз.

Зачем много витков волокна?

Каждый виток добавляет вклад в оптическую площадь; компактная катушка даёт чувствительность, сопоставимую с большим свободнопространственным кольцом.

Точна ли формула для любой формы?

Это стандартное скалярное приближение для плоского контура. Реальные приборы калибруются с учётом геометрии и спектра источника.

Почему в формуле есть n?

В среде оптическая длина пути больше геометрической; фаза чувствительна к оптическому, а не только к метрическому пути.

Интерферометр Сагнака (кольцо)

Δφ ∝ Ω·A/λ для встречных лучей на вращающемся контуре — идея оптического гироскопа.

О модели

В кольцевом интерферометре встречные лучи обходят один и тот же контур в противоположных направлениях. При вращении платформы возникает дополнительная разность фаз, масштабированная площадью контура A, угловой скоростью Ω, показателем среды n и обратной величиной λ (в симуляторе используется учебная формула Δφ = 8πΩAn/(λc) для плоского контура). Волоконные гироскопы наматывают много витков, умножая эффективную площадь. Показана только качественная и порядковая связь; шумы, релятивистские поправки и точная геометрия волокна не моделируются.

Для кого: Курс оптики и навигации: связь вращения, площади контура и фазового сдвига.

Ключевые понятия

Эффект Сагнака
Кольцевой интерферометр
Оптический гироскоп
Площадь контура
Угловая скорость
Встречные пучки
Фазовый сдвиг

Как это работает

Встречные лучи по замкнутому контуру приобретают разность фаз при вращении платформы; масштаб ∝ площади контура, Ω и n/λ (учебная форма). Основа оптических гироскопов; волокно с многими витками усиливает эффективную площадь.

Часто задаваемые вопросы

Почему вращение вообще меняет фазу?: В инерциальной системе отсчёта пути двух направлений слегка различаются, пока контур вращается: один луч «догоняет» геометрию чуть дольше другого, что на выходе проявляется как разность фаз.
Зачем много витков волокна?: Каждый виток добавляет вклад в оптическую площадь; компактная катушка даёт чувствительность, сопоставимую с большим свободнопространственным кольцом.
Точна ли формула для любой формы?: Это стандартное скалярное приближение для плоского контура. Реальные приборы калибруются с учётом геометрии и спектра источника.
Почему в формуле есть n?: В среде оптическая длина пути больше геометрической; фаза чувствительна к оптическому, а не только к метрическому пути.

Другие симуляторы в этой категории — или все 50.

Вся категория →

НовоеШкольные

Угол Брюстера

Запустить симулятор

tan θ_B = n₂/n₁; R_p→0; θᵢ+θₜ=90°; Френелевские коэффициенты отражения R_s, R_p в зависимости от θᵢ.

НовоеШкольные

Принцип Ферма

Запустить симулятор

Оптический путь OPL = n₁AP+n₂PB в зависимости от точки падения; минимум — путь по закону Снеллиуса.

НовоеШкольные

Хроматическая аберрация

Запустить симулятор

Уравнение Коши n(λ); фокусное расстояние тонкой линзы f(λ); параксиальные лучи R/G/B.

Школьные

Дифракция

Запустить симулятор

Одиночная и двойная щель с интерференционными картинами.

Дети

Смешение цветов

Запустить симулятор

Интерактивное аддитивное (RGB) и субтрактивное (CMY) смешение цветов.

НовоеШкольные

Поляризация (Закон Малюса)

Запустить симулятор

Два поляризатора. Вращайте угол θ, наблюдайте зависимость I = I₀ cos²θ и полное гашение света.

Интерферометр Сагнака (кольцо)

О модели

Как это работает

Часто задаваемые вопросы

Ещё из «Оптика и свет»

Угол Брюстера

Принцип Ферма

Хроматическая аберрация

Дифракция

Смешение цветов

Поляризация (Закон Малюса)

Интерферометр Сагнака (кольцо)

О модели

Как это работает

Часто задаваемые вопросы