Interferența valurilor

Printre fenomenele caracteristice val procese, Interferența undelor constă în faptul că atunci când cele două valuri sunt suprapuse, se pot produce amplificări și atenuări ale oscilațiilor.

Pentru a vă familiariza cu acest fenomen, să luăm în considerare ceea ce se întâmplă dacă valuri de aceeași lungime ajung la un anumit punct al spațiului.

Observăm acest fenomen folosind exemplul de propagare a undelor pe suprafața apei. Vom crea continuu valuri pe suprafața sa la două puncte. Pentru a face acest lucru, în imediata vecinătate a suprafeței apei se introduc capetele a două fire fixate pe o placă metalică elastică. Când placa vibrează, capetele firelor se vor scufunda periodic în apă și vor excita oscilațiile care se propagă sub formă de valuri de lungime egală de-a lungul suprafeței. Fiecare dintre cabluri excită propriul sistem de valuri. Două sisteme de valuri, superimpuse unul pe altul, vor interacționa și, prin urmare, se vor produce interferențe ale undelor.

Este important ca cele două sisteme de undă au fost de acord, t. E. La aceeași lungime au ieșit din centrele de oscilații în aceleași faze, sau în cazul în care acestea sunt atunci când o defazate (de exemplu, având în opoziție de fază), trecerea în faza de timp nu ar trebui să se schimbe. Astfel de valuri sunt numite coerente. In acest experiment, coerența realizată prin aceea că ambele capete ale firului periodic se ating simultan suprafața apei - părăsi centrele val oscilații în aceeași fază.

Să construim o suprapunere a două sisteme de valuri coerente. Cercurile solide denotă creasta undelor de inel propagând de-a lungul suprafeței apei din surse, iar liniile întrerupte sunt depresiunile. Punctele unde se întâlnesc valurile celor două sisteme în aceleași faze, depresia cu depresia și creasta cu creasta sunt punctele oscilațiilor amplificate (maxima). Punctele oscilațiilor slăbite (minime) sunt situate în locuri unde depresiunea unei singure valuri se întâlnește cu creasta alteia. În prezența coerenței valurilor, modelul de alternanță a maximelor și a minimelor va fi stabil. De fapt, dacă într-un anumit moment, în orice moment, pieptene cu creasta, atunci în jumătate de timp va exista, de asemenea, o depresie cu depresie, iar în altă jumătate a perioadei o creastă cu creastă etc. în acest moment va exista un maxim de oscilații tot timpul. O astfel de schimbare în minim și maxim amplitudinea oscilației se numește un model de interferență. Un fenomen de suprapunere de valuri, formare model de interferență, numita interferență a valurilor.

Pentru a rezolva problema dacă, în ce faze se vor întâlni la un moment dat în valuri de interferență, este necesar să se ia în considerare diferența la rândul lor. Este suficient pentru a contoriza numărul de valuri ale sistemului respectiv, depozitat la o distanță între punctul de interes de înalte și joase și centrele de oscilație. Vom vedea că maximele sunt la acele puncte care sunt, sau se află la distanțe egale de ambele centre, sau în punctele în care diferența de cale corespunde unui număr par de jumătăți de valuri, în timp ce minimele - un număr impar.

Pe exemplul acestui experiment, am considerat un astfel de fenomen ca o interferență undele mecanice.

Cu toate acestea, fenomenul de interferență este caracteristic nu numai valurilor care apar pe suprafața apei, dar și tuturor speciilor valuri: sunet, electromagnetice și altele. Prin urmare, dacă lumina are proprietăți de undă, atunci când două dintre grinzile sale sunt suprapuse, vor apărea interferențe ale undelor luminoase.

Nu trebuie uitat că interferența undelor (oricare, inclusiv a undelor luminoase) apare numai atunci când undele care interacționează au aceeași frecvență și o schimbare de fază independentă de timp în orice moment.