Interferencia hullámok
Téma codifier USE: interferencia a fény.
Egy korábbi darab szentelt Huygens elv, beszéltünk arról a tényről, hogy a teljes kép jön létre a szuperpozíció hullám folyamat másodlagos hullámok. De mit jelent ez - „szuperpozíció”? Mi a konkrét fizikai értelmében hullámok overlay? Mi általában akkor történik, ha az űrben egyidejűleg alkalmazni néhány hullámok? Ezek a kérdések, és elkötelezett a papírt.
Most fogjuk vizsgálni a kölcsönhatás a két hullám. Nature hullám folyamatok nem fontos - ez lehet mechanikai hullámok egy rugalmas közegben vagy elektromágneses hullámok (például, fény) egy átlátszó közegben, vagy vákuumban.
A tapasztalat azt mutatja, hogy a hullámok adunk egymásnak a következő értelemben.
A szuperpozíció elve. Ha a két hullámok egymásra egy bizonyos régióban a tér, hogy kiváltja az új hullám folyamatot. A fluktuáló értékek bármely pontján a területen az összege a mindenkori oszcilláló mennyiségeket az egyes hullámok külön-külön.
Például, alkalmazásának hatására két mechanikai hullámok mozgó részecskék rugalmas közeg az összege elmozdulások generált egyenként minden hullám. Upon alkalmazása két elektromágneses hullámok az elektromos mező egy adott ponton az összege intenzitása az egyes hullám (és ugyanazon a mágneses mező).
Természetesen a szuperpozíció elve érvényes nemcsak a két, de általában tetszőleges számú átfedő hullámok. A kapott oszcilláció egy adott ponton mindig egyenlő a rezgések által termelt minden hullám külön-külön.
Mi szorítkozunk a szuperpozíció két hullám azonos amplitúdójú és frekvenciájú. Ez az eset leggyakrabban a fizika és különösen az optika.
Kiderült, hogy az amplitúdó a kapott oszcilláció nagyban befolyásolja a fáziskülönbség uralkodó oszcillációk. Attól függően, hogy a fáziskülönbség egy adott ponton, két hullám egyaránt erősítik egymást, és teljesen eloltani!
Tételezzük fel például, hogy egy bizonyos ponton a oszcilláció fázisban az egymásra helyezett hullám egybeesik (ábra. 1).
Ábra. 1. hullám fázis: erősítés ingadozások
Látjuk, hogy a maximumot a vörös hullámok érkeznek pontosan a kék hullámok magasságra, mélypontra piros hullám - mélypont kék (bal oldali ábra 1.). Add össze fázisban, piros és kék hullámok erősítik egymást, létrehozva ezzel a duplájára oszcilláció amplitúdója (jobbra látható. 1.).
Most mozog a kék szinuszos képest a piros fele a hullámhossz. Ezután a kék hullám csúcsok egybeesik a minimumok a vörös és fordítva - kék hullám mélypontra maximumával esik egybe a vörös (2. ábra a bal oldalon.).
Ábra. 2. Waves ellentétes fázisban: rezgéscsillapítás
A rezgések által generált ezek a hullámok fog bekövetkezni, mint mondják, az ellenkező - fáziskülönbség oszcillációk válik egyenlővé. A kapott oszcilláció egyenlő lesz nulla, azaz. E. Piros és kék hullámhossz egyszerűen kioltják egymást (ábra. 2 jobbra).
Tegyük fel, hogy van két pontforrás, hogy hozzon létre hullámok a környéken. Úgy gondoljuk, hogy ezek a források összhangban vannak egymással, a következő értelemben.
Koherencia. Két forrásból nevezzük koherens, ha ugyanaz a frekvencia és állandó, nem függ az idő fáziskülönbség. Által keltett ilyen forrásokból, más néven következetes.
Tehát, úgy véljük, a két koherens források és. Az egyszerűség kedvéért feltételezzük, hogy a források bocsátanak ki hullámok amplitúdója azonos, és a fáziskülönbség a források között egyenlő nullával. Általában ezek a források „másolatai” egymást (az optika, például a forrás a forrás képet bármely optikai rendszer).
Impozáns hullámok ezen források által kibocsátott, van egy bizonyos pontig. Általánosságban elmondható, hogy az amplitúdója ezek a hullámok egy ponton nem egyenlő egymással - sőt, ahogy emlékszem, az amplitúdó gömb alakú hullám fordítottan arányos a távolság a forrás és a különböző távolságokban és amplitúdójú jön hullámok más lesz. De sok esetben, a lényeg található elég távol a forrás - a parttól sokkal nagyobb, mint a távolság a forrás magukat. Ebben a helyzetben, a különbség a távolságokat, és nem vezet jelentős különbség a amplitúdója a bejövő hullámok. Ezért feltételezhető, hogy az amplitúdója a hullámok egy is.
Nagysága azonban. az úgynevezett útvonal különbség. Ez elengedhetetlen. Belőle a leghatározottabban, hogy attól függ, hogy mi az eredmény, hozzátéve a bejövő hullámok látjuk a lényeget.
