Zakłócenia fal
Wśród zjawisk charakterystycznych dla procesów falowych jest interferencja fal, polegająca na tym, że po nałożeniu dwóch fal mogą wystąpić wzmocnienie i tłumienie oscylacji.
Aby zapoznać się z tym zjawiskiem, zastanówmy się, co się stanie, jeśli fale o tej samej długości dojdą do pewnego punktu przestrzeni.
Obserwujemy to zjawisko na przykładzie fal,rozprzestrzenia się na powierzchni wody. Będziemy ciągle tworzyć fale na jego powierzchni w dwóch punktach. W tym celu w bezpośrednim sąsiedztwie powierzchni wody umieszczamy końce dwóch drutów przymocowanych do elastycznej metalowej płyty. Kiedy płyta wibruje, końce przewodów okresowo zanurzają się w wodzie i wzbudzają oscylacje, które rozprzestrzeniają się w postaci fal o równej długości wzdłuż jej powierzchni. Każdy z przewodów wzbudza swój własny system fal. Układy dwufalowe, nałożone na siebie nawzajem, będą oddziaływać wzajemnie, a zatem nastąpi interferencja fal.
Ważne jest, aby dwa systemy falowewyrównane, tj. np. w tej samej długości którego pochodzą z centrami oscylacji samych faz, albo, jeżeli nie występuje w fazie przesunięte (na przykład o w przeciwnych fazach), przy czym przesunięcie fazowe w czasie nie powinny być zmienione. Takie fale nazywane są spójne. W tym doświadczeniu, spójność osiągnięty w ten sposób oba końce drutu są okresowo jednocześnie dotyk powierzchnię wody - wyjście centra fali drgań w tej samej fazie.
Zbudujmy superpozycję dwóch systemówspójne fale. Kręgi pełne oznaczają grzbiety fal pierścieniowych propagujących się wzdłuż powierzchni wody ze źródeł, a linie kropkowane to wgłębienia. Punkty, w których fale obu układów spotykają się w tych samych fazach, wgłębienie z zagłębieniem i grzbiet z grzbietem, są punktami wzmocnionych oscylacji (maksimów). Punkty osłabionych oscylacji (minima) znajdują się w miejscach, gdzie zagłębienie jednej fali spotyka się ze szczytem drugiej. W przypadku koherencji fal, wzór przemiany maksimów i minimów będzie stabilny. W rzeczywistości, jeśli w danym momencie w pewnym momencie pojawi się herb ze szczytem, to za pół okresu nastąpi depresja z depresją, a w kolejnym półokresie ponownie herb z grzebieniem itp., Tj. w tym momencie będzie cały czas oscylacji. Taka zmiana minimów i maksimów amplitud oscylacji nazywana jest wzorcem interferencji. A zjawisko superpozycji fal, które tworzy wzór interferencji, nazywa się interferencją fal.
Aby odpowiedzieć na pytanie, które fazyspotkają się w danym punkcie fal zakłócających, należy wziąć pod uwagę różnicę w ich przebiegu. Aby to zrobić, wystarczy obliczyć liczbę fal odpowiedniego układu, które pasują do odległości między punktami maksymalnych i minimalnych interesujących nas i centrów drgań. Zobaczymy, że maksima będą w tych punktach, które znajdują się w równych odległościach od obu centrów lub w punktach, w których różnica między ścieżkami odpowiada parzystej liczbie półfali, podczas gdy minimalne odpowiadają liczbie nieparzystej.
Na przykładzie tego eksperymentu uznaliśmy takie zjawisko za interferencję fal mechanicznych.
Niemniej jednak zjawisko ingerencji jest nieodłącznenie tylko fale pojawiające się na powierzchni wody, ale także wszystkie rodzaje fal: dźwiękowe, elektromagnetyczne i inne. Dlatego, jeśli światło ma właściwości falowe, wówczas gdy nałożą się dwie jego wiązki, powstanie interferencja fal świetlnych.
Źródła emitujące takie fale nazywane są spójnymi. W optyce spójne źródła można tworzyć wyłącznie sztucznie.
Nie należy zapominać o interferencji fal(dowolne, w tym światło) pojawia się tylko wtedy, gdy fale, które oddziałują, mają tę samą częstotliwość i niezależne od czasu przesunięcie fazowe w dowolnym punkcie.
</ p>>
