La visibilidad interferométrica (también conocida como visibilidad de interferencia y visibilidad marginal , o simplemente visibilidad cuando está en contexto) es una medida del contraste de interferencia en cualquier sistema sujeto a superposición de ondas . Los ejemplos incluyen la óptica , la mecánica cuántica , las ondas de agua, las ondas sonoras o las señales eléctricas. La visibilidad se define como la relación entre la amplitud del patrón de interferencia y la suma de las potencias de las ondas individuales. La visibilidad interferométrica proporciona una forma práctica de medir la coherencia de dos ondas (o una onda consigo misma). Una definición teórica de la coherencia viene dada por el grado de coherencia , utilizando la noción de correlación.
Generalmente, se superponen dos o más ondas y a medida que varía la diferencia de fase entre ellas, la potencia o intensidad (probabilidad o población en mecánica cuántica ) de la onda resultante oscila formando un patrón de interferencia. La definición puntual puede ampliarse a una función de visibilidad que varía en el tiempo o el espacio. Por ejemplo, la diferencia de fase varía en función del espacio en un experimento de dos rendijas . Alternativamente, el operador puede controlar manualmente la diferencia de fase, por ejemplo ajustando una perilla vernier en un interferómetro .
En los interferómetros ópticos lineales [ se necesita aclaración ] (como el interferómetro de Mach-Zehnder , el interferómetro de Michelson y el interferómetro de Sagnac ), la interferencia se manifiesta como oscilaciones de intensidad en el tiempo o el espacio, también llamadas franjas . En estas circunstancias, la visibilidad interferométrica también se conoce como "visibilidad Michelson" [1] o "visibilidad marginal". Para este tipo de interferencia, la suma de las intensidades (potencias) de las dos ondas de interferencia es igual a la intensidad promedio en un dominio temporal o espacial determinado. La visibilidad se escribe como: [2]
en términos de la envolvente de amplitud de la intensidad oscilante y la intensidad media:
Entonces se puede reescribir como: [3]
donde I max es la intensidad máxima de las oscilaciones y I min la intensidad mínima de las oscilaciones.
Si los dos campos ópticos son fuentes puntuales idealmente monocromáticas (constan de una sola longitud de onda) de la misma polarización , entonces la visibilidad prevista será
donde e indican la intensidad de la onda respectiva. Indica la relación de fase del campo eléctrico original. Cualquier diferencia entre los campos ópticos disminuirá la visibilidad del ideal. En este sentido, la visibilidad es una medida de la coherencia entre dos campos ópticos. Una definición teórica de esto viene dada por el grado de coherencia . Esta definición de interferencia se aplica directamente a la interferencia de ondas de agua y señales eléctricas.
Dado que la ecuación de Schrödinger es una ecuación de onda y todos los objetos pueden considerarse ondas en la mecánica cuántica , la interferencia es ubicua. Algunos ejemplos: los condensados de Bose-Einstein pueden presentar franjas de interferencia. Las poblaciones atómicas muestran interferencias en un interferómetro de Ramsey . Fotones, átomos, electrones, neutrones y moléculas han mostrado interferencias en interferómetros de doble rendija .
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