Interferența undelor mecanice

§ 67 INTERFERENȚE unde mecanice

Orice mișcare val inerentă a fenomenului de interferență și difracție. suntem acum încep să învețe despre. Pentru a vă asigura că lumina are un caracter val, era necesar să se găsească dovezi experimentale de interferență și difracție a luminii.

Luchpze pentru a înțelege fenomenul de interferență a luminii, vom discuta mai întâi interferența undelor mecanice.

Adaosul de valuri. Foarte des în mediu, în același timp, se aplică o serie de valuri diferite. De exemplu, atunci când camera vorbește de câțiva oameni, undele sonore sunt suprapuse unul pe celălalt. Ce se întâmplă dacă se întâmplă acest lucru?

Cel mai simplu mod de a monitoriza impunerea undelor mecanice, vizionarea valuri pe suprafața apei. Dacă vom arunca o piatră în apă, două, formând astfel două valuri circulare, se poate observa că fiecare val trece prin celălalt și să se comporte în viitor, ca și în cazul în care un alt val nu există. În mod similar, orice număr de unde sonore se pot propaga simultan în aer. în nici un fel interfera unele cu altele. O varietate de instrumente muzicale într-o orchestră sau voci în cor creează undele sonore capturate simultan prin urechea noastră. Mai mult decât atât, urechea poate distinge un sunet de la altul.

Acum, să ne uităm mai atent la ceea ce se întâmplă în locurile în care valurile sunt suprapuse una peste alta. Observarea valuri pe suprafața apei între două pietre aruncate în apă, se poate observa faptul că anumite porțiuni ale suprafeței nu este perturbată, în alte locuri perturbație a crescut. Dacă cele două valuri întâlnesc într-un singur loc cu crestele lor, apoi la acest punct perturbația de suprafață a apei este în creștere. Dacă, totuși, creasta un val întâlnește jgheabul cealaltă, suprafața apei nu va fi ofensat.

În general, în fiecare punct al fluctuațiilor medii cauzate de două valuri, ori doar. Deplasarea rezultată a oricărei particule a mediului este suma algebrică a deplasărilor care ar fi avut loc în timpul propagării unui val în absența celuilalt.

Interferența. valuri de adiție în spațiu, care produce o constantă, dar distribuția timp a amplitudinilor rezultat vibrații ale particulelor medii 1 se numește interferență.

Să ne aflăm în ce condiții observate interferențe val. Pentru aceasta considerăm mai detaliat adăugarea valurilor formate pe suprafața apei.

Este posibil de a excita simultan două val circular în baie prin intermediul a două ptarikov, montat pe o tijă care efectuează oscilații armonice (Fig. 8.43). În orice punct M de pe suprafața apei (fig. 8.44) vor fi formate vibrațiile cauzate de două valuri (O1 și O2 din sursele). Amplitudinile vibrațiilor provocate de punctul M ambele valuri vor varia, în general, sub formă de unde trec diferite căi și d2. D1 Dar, în cazul în care distanța I dintre surse este mult mai mică decât aceste căi este atât amplitudini poate fi considerat în mod substanțial aceleași.

Rezultatul adăugării valurilor care vin la punctul M, depinde de diferența de fază între ele. Redă distanțe diferite și d2 sunt d1 val de diferență cale

d = d2 - d1. Dacă diferența cale este egală cu lungimea de undă. al doilea val este întârziată în comparație cu prima perioadă de o (și anume, pentru perioada undei trece o cale egală cu lungimea de unda). În consecință, în acest caz, crestele (și jgheaburi) ale ambelor valuri coincid.

condiție maxime. Figura 8.45 prezintă dependența de timp a x1 deplasărilor și valuri x2 at = d. Semnalul diferență de fază este zero (sau, echivalent, 2 ca perioada sinus este egal cu 2). Ca urmare a adăugării acestor oscilații apar oscilații rezultante la dublul amplitudinii. Fluctuații rezultând deplasarea x în figură arată linia punctată colorată.

1 din cuvintele latine altele - reciproc, între ele și Ferio lovit, izbitoare.

Același lucru se va întâmpla dacă intervalul d nu se încadrează într-una, dar orice număr întreg de lungimi de undă.

Oscilațiile de amplitudine ale particulelor de mediu în acest moment este maximă, în cazul în care diferența dintre cele două calea de valuri care excita vibrații la acel punct este egal cu un număr întreg de lungimi de undă:

condiția minimă. Să presupunem acum că anunțul interval de o jumătate de lungime de undă stivuite. Evident, pentru acest al doilea val se situează în prima perioadă de jumătate. Diferența de fază este egală cu n, m. E. Oscilatii vor avea loc în antifază. Ca rezultat al adăugării amplitudinii de oscilație a oscilației rezultată este egală cu zero, adică. E. Nu (Fig. 8.46) la fluctuațiile punctuale. Același lucru se întâmplă în cazul în care segmentul se potrivesc orice număr impar de lungimi de undă și jumătate.

Oscilațiile de amplitudine ale particulelor de mediu în acest moment este minim dacă diferența dintre cele două calea de valuri care excita vibrații la acel punct este egal cu un număr impar de lungimi de undă și jumătate:

Dacă d2 cale diferența - d1 are o valoare intermediară între amplitudinea oscilației rezultată are o anumită valoare intermediară între zero și de două ori amplitudinea. Dar cel mai important lucru este faptul că amplitudinea de oscilație în orice punct nu se schimbă cu timpul. La suprafață există o anumită, invariabilă în distribuția timpului de amplitudinile oscilațiilor, care se numește un model de interferență. Figura 8.47 prezintă o fotografie a tipului de interferență a două valuri circulare din cele două surse (cercuri negre). Pete albe în mijlocul fotografiilor corespund leagăn, și întuneric - valori scăzute.

valuri coerente. Pentru a forma un model de interferență stabil este necesar ca sursele de undă au aceeași diferență de frecvență și fază de oscilație este constantă.

Sursele care corespund acestor două condiții, numite coerente 1. Coerentă și le-a numit de valuri. Doar un model de interferență stabilă este formată prin adăugarea undelor coerente.

În cazul în care diferența de fază a surselor de oscilație nu este constantă, atunci în orice punct în mediu, defazajul oscilațiilor excitate de cele două valuri vor varia în timp. Prin urmare, amplitudinea rezultată a oscilațiilor în timp se va schimba în mod continuu. Ca rezultat, maximele și minimele se deplasează în spațiu, iar modelul de interferență este neclară.

Distribuția energiei în interferența. Valuri transporta energie. Ce se întâmplă cu această energie în valuri de călire reciproc? Poate se transformă în alte forme, iar minimele modelul de interferență generează căldură? Nimic de acest fel!

Prezența unui minim la un anumit moment de model de interferență înseamnă că energia nu vine deloc aici. Din cauza energiei de interferență este pepepaspredilenie în spațiu. Nu este distribuit uniform peste toate particulele mediului, și este concentrat la maxime datorită faptului că minimele nu sunt hrănite deloc.

cohaereus 1Ot Latină - vlaimosvyazanny.

Detectarea tipului de interferență arată că suntem martorii unui proces val. Valurile se pot anula reciproc, iar particulele care se ciocnesc niciodată nu se vor distruge reciproc complet. Interferă val numai coerente (coordonate).

1. Ce voliy numit coerent!
2. Ceea ce se numește interferență!

Ajută-elev on-line. Fizică și Astronomie pentru clasa 11 de descărcare. calendar și planificare tematică

Dacă aveți corecturi sau sugestii la această lecție, vă rugăm să ne contactați.

Dacă doriți să vedeți alte ajustări și sugestii pentru lecții, uita-te aici - Forumul Educațional.