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El análisis histórico de la interferencia de la luz - la diferencia de frecuencias

Es bien sabido que a la luz de dos diferentes frecuencias iluminando un detector producirá una salida con un componente en la diferencia de frecuencia. Mientras que tales consideraciones son eminentemente útil (varios heterodino técnicas de medición) no ha sido la práctica hasta que los láseres llegó. Independientemente de la practicidad, el efecto ha sido conocido por mucho tiempo.

La pregunta es: ¿por cuánto tiempo? Y, específicamente, puede proporcionar una referencia para un análisis que los establece? Un acceso en la web de referencia, para la preferencia. Yo esperaría que se determinó poco después de las ecuaciones de Maxwell se establecieron, pero puedo estar equivocado. Idealmente, este sería un reconocido trabajo seminal, comparable a Skutt la explicación del color del cielo.

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Michael Hardy Puntos 4554

Parece que Thomas Young (1773-1829) fue uno de los primeros que en caso de estar interesado en los beats y las interferencias, y de hecho, parece que el concepto de beats, lo lleva al concepto de interferencias (alrededor de $1801$), consulte la página $92$ de esta referencia (sólo en francés). Por ejemplo, se dice (página $92$), (traducido en inglés por google):

Este es el fenómeno de beats que parece haber sugerido a la primero los Jóvenes idea de la interferencia de las vibraciones. Ondulaciones donde los beats no son el resultado de la misma procedencia o período; pero si el los períodos son ligeramente diferentes, estas vibraciones son alternativamente en las mismas condiciones favorables y de su capacidad para su mutuo debilidad, y estos efectos adversos son susceptibles a oreja

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Este no es un fenómeno especial a la luz o las ecuaciones de Maxwell: es una simple consecuencia de la no linealidad del detector y yo creo que esto habría sido bastante claro para cualquiera brillante experimentales que pensado cuidadosamente acerca de cómo su kit hace sus mediciones.

En el caso más simple, el detector de la respuesta $y(t)$ como una función del tiempo $t$ es instantánea y es así que algo de uno-a-uno de la función de la señal de entrada $x(t)$: $y=\mu(x)$. Si desea usar la salida de $y$ a la medida de su entrada, entonces es más sencillo si $\mu$ es una simple relación de proporcionalidad, pero nada de uno-a-uno, lo hará viable detector. Ahora, para "razonablemente comportamiento" $\mu$, postulan una serie de Taylor (es decir, asumir que $\mu$ es analítica o $C^\omega$) por lo que

$$\mu(x) =\sum\limits_{k=0}^\infty \mu_k\,x^k;\;|x|<\epsilon$$

por cierto intervalo de convergencia definido por $\epsilon>0$. Por tanto, dada la salida se compone de términos del poder $x^k$, lo que ocurre cuando pones $x(t) = a_1 \cos(\omega_1 t+\delta_1) + a_2\cos(\omega_2 t+\delta_2)$? Expanda por el número entero teorema del binomio y el $m^{th}$ plazo de $x(t)^k$ es

$$\left(\begin{array}{c}k\\m\end{array}\right)\, a_1^m \cos(\omega_1 t+\delta_1)^m a_2^{k-m} \cos(\omega_2 t+\delta_2)^{k-m}$$

Con muchos no linealidad, la plaza término es el dominante no lineal plazo, por lo que esto da lugar a la cruz de término:

$$a_1\,a_2 \cos(\omega_1 t+\delta_1)\cos(\omega_2 t+\delta_2) = \frac{1}{2}\left(\cos((\omega_1 +\omega_2) t+\delta_1+\delta_2)+\cos((\omega_1 -\omega_2) t+\delta_1-\delta_2)\right)$$

donde la suma y diferencia de frecuencias. Tenga en cuenta que algunos no linealidades han puramente extraña simetría, en cuyo caso no hay plaza de plazo y no se obtiene de la suma y la diferencia de los términos: a continuación, la dominante, la no linealidad es la cúbico plazo y obtener condiciones en las frecuencias $|2\,\omega_1 \pm\omega_2|$$|2\,\omega_1 \pm\omega_2|$.

El fenómeno que se refiere en su mayoría de forma general se denomina de intermodulación y usted debe buscar esta palabra si usted no ha hecho hijo.

Cuando se esta dado cuenta? Es imposible precisar exactamente, pero habría sido observado por muchas personas una vez que la noción de analítica llegó a ser conocido y ampliamente utilizado en la ciencia, es decir, después de que Brooke Taylor de la publicación de la noción en 1715, por lo que la mejor respuesta sería "en algún momento durante el Leonard Euler de la vida".

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