Resumo
Fringedemo é um programa para visualizar os padrões de intensidade e campos elétricos de
duas fontes, à medida que elas cruzam um plano. Esta visualização é útil, pois as placas
holográficas registram a intensidade dos padrões de interferência sobre as superfícies
bidimensionais. O fringedemo permite uma variedade de manipulações de fonte, incluindo
alteração da forma, posição, intensidade e fase relativa da frente de onda da fonte. O
Fringedemo é de várias maneiras como seu colega sourcedemo (eles compartilham de
vários recursos em comum e boa parte do mesmo código). O Sourcedemo mostra os
padrões do campo elétrico e de interferência que contêm as duas fontes (o plano x-z),
enquanto o fringedemo mostra os mesmos padrões em um plano diferente (o plano x-y).
Usando o programa
O fringedemo possui a seguinte aparência ao ser inicializado:
Existem várias janelas e controles dentro da aplicação.
Diagrama de fonte
A figura na parte esquerda superior do diagrama mostra duas fontes de luz mutuamente
coerentes posicionadas no plano x-z. As fontes possuem ícones que identificam a forma da
frente de onda (esférica ou plana). A posição das fontes pode ser ajustada ao se clicar
nelas e arrastá-las.
O retângulo verde representa o local em que a placa bidimensional tem dimensões de 1
unidade de altura e 1 unidade de largura. A unidade de escolha, ainda que arbitrária,
corresponde aos valores determinados para os controles abaixo.
O objeto triangular sobre o eixo z positivo é o olho de um observador olhando em direção à
placa.
Janela de imagem
Na parte direita superior da demo está a janela de imagem, que mostra a aparência ou do
padrão de campo elétrico ou do padrão de intensidade conforme eles são medidos na placa.
Na parte direita inferior da imagem estão gráficos que mostram os valores do padrão de
campo elétrico ou intensidade junto com linhas na imagem. O gráfico vermelho mostra
intensidades medidas ao longo da linha vermelha na imagem e, do mesmo modo, o gráfico
verde o faz para a linha verde. Clicar com o mouse sobre a janela de imagem altera a
posição do ponteiro de coordenadas verde e vermelho, e assim a posição da imagem onde
os gráficos são avaliados. Os controles imediatamente acima da janela de imagem fazem o
controle de se os ponteiros de coordenada ou os eixos estão sendo exibidos na janela de
imagem.
Tipo de exibição de imagem
Imediatamente acima da janela de imagem está o controle do tipo de exibição da imagem.
Esse controle especifica se será exibida a imagem do campo elétrico ou de intensidade. O
modo e-field mostra o campo elétrico de uma ou duas fontes, enquanto a imagem de
intensidade mostra o valor de tempo médio do quadrado do campo elétrico. Na imagem do
campo elétrico, o cinza é zero, o preto é -2 e o branco é 2. Na imagem de intensidade, o
preto é 0 e o branco é 4.
Ao digitar "i" em qualquer lugar da janela de imagem, ocorrerá a mudança da tradução da
imagem para uma imagem de intensidade, enquanto ao digitar “e” produzirá uma imagem
de campo elétrico. O uso desses atalhos de teclado permite que você coloque o ponteiro do
mouse sobre uma determinada parte da imagem e alterne para a outra tradução para ver a
parte correspondente do campo.
Controle de comprimento da onda
Abaixo do diagrama de fonte está a barra de rolagem de comprimento de onda. O ajuste
dessa barra de rolagem altera o comprimento de onda da luz simulada usada na demo. O
comprimento de onda é muito maior que o da luz, de modo que as margens podem ser
vistas.
Controles de fonte
As duas caixas à esquerda da janela controlam os parâmetros de cada fonte. Na parte
superior de cada caixa está o nome da fonte, "Source 1" ou "Source 2". Essa caixa é
também um botão que, ao ser clicado, liga ou desliga uma fonte. Se a fonte estiver ligada,
aparecerá uma pequena caixa vermelha próxima à caixa.
Forma da frente de onda
Abaixo da caixa de título está um menu de opções que controla a forma da frente de onda
da fonte. Inicialmente, a forma de cada fonte é esférica (ou, nas duas dimensões do plano,
circular). O centro das fontes está localizado em um determinado ponto do diagrama. As
fontes podem ser alteradas para ondas planas. Se esta for a opção escolhida, a posição dos
pontos no diagrama estabelecem apenas o ângulo da onda plana (de acordo com as
referências de origem).
Posição da fonte
Abaixo do menu de opções de forma de fonte há quatro caixas que indicam a posição da
fonte no diagrama. "Y" e "Z" indicam as posições vertical e horizontal dos pontos,
respectivamente, enquanto "R" e "A" dão as mesmas informações em coordenadas
polares.
Brilho e fase
Abaixo da janela coordenada há duas barras de rolagem que controlam o brilho e a fase das
duas fontes. A barra de rolagem de intensidade controla o brilho da fonte, e seu valor
aparece em unidade normalizada. A barra de rolagem da fase altera a fase inicial de uma
fonte (em relação à outra fonte). O valor da barra de rolagem da fase é medido em ciclos,
de modo que alterar o valor de seu padrão 0 para 0,5 avança a fase do ponto em meio ciclo.
O ato de arrastar uma barra de rolagem altera a fase ou intensidade de uma determinada
fonte. Se a tecla "Shift" for pressionada ao arrastar, o valor das duas barras de rolagem
são alterados de uma só vez.
A caixa de controle "animate phase" controla se a fase da fonte tem um ciclo
automático. Verificar essa caixa simula a fase sempre alternante de uma fonte real.
Intensidade da margem
No canto esquerdo da interface há uma caixa de nome "intensity" com três valores: máx,
mín e vis. "Máx" é o valor máximo possível do padrão de intensidade dos brilhos da fonte.
"Mín" é, de modo semelhante, a intensidade mínima possível. "Vis" é o fator de
visibilidade das margens, que é determinada por (máx-mín)/(máx+mín). Os valores de
intensidade querem dizer a mesma coisa, esteja ou não a imagem exibindo campos elétricos
ou intensidades.
Configurações comuns
Ambas as fontes esféricas, padrão ajustado em intensidade. Esta configuração mostra
como um padrão de interferência estacionário é formado no espaço de duas fontes
esféricas. Observe o que acontece quando você ajusta o mesmo tanto nas duas barras de
rolagem de fase (pressione a tecla "Shift" ao mesmo tempo em que arrasta a barra de
rolagem de fase, ou as duas fases de animação da fonte).
Uma fonte ligada, padrão ajustado em campo elétrico. Esta configuração permite
que você veja a "zona de projeção do campo elétrico” de uma fonte. Não se esqueça
de que o campo elétrico é uma oscilação: a imagem que você vê é uma demonstração
dessa oscilação no tempo. Para ver a fase oscilar, marque a caixa “fases animadas”
para a fonte.
As duas fontes esféricas e alinhadas, as duas no mesmo lado da placa, apontando
para a origem, padrão ajustado em intensidade. O padrão de interferência é
simétrico ao redor de uma linha que junta as fontes. Imagine como o padrão de
interferência tridimensional pareceria.
As duas fontes esféricas no mesmo lado da placa, eqüidistantes da origem, padrão
ajustado em intensidade. Em uma distância suficientemente grande da placa, as fontes
esféricas começam a parecer cada vez mais com ondas planas, e o espaçamento das bordas
do padrão de interferência na superfície da plana é mais ou menos linear.
As duas fontes ligadas, as duas fases de fonte animadas, padrão ajustado em
intensidade. Coloque o ponteiro do mouse sobre o centro da linha escura do padrão de
interferência (escolha uma parte do curso do padrão para facilitar as coisas). Agora, digite
"e" para alterar a imagem para um campo elétrico. Observe em que parte do campo você
está. Digite "i" para voltar para o campo de intensidade. Coloque o ponteiro do mouse
sobre uma linha de brilho. O que você espera ver quando analisar a parte correspondente do
campo elétrico?
Uma intensidade de fonte ajustada em 1,0, e a outra em cerca de 0,01. Analise tanto o
campo elétrico quando o padrão de intensidade com estas duas configurações de fonte.
Em qual delas uma fonte fraca tem a maior influência?