Viteza de fază a undei
§4 Interferența undelor.
Principiul superpoziției. Conceptul de valuri coerente
Dacă mediul este distribuit mai multe valuri simultan, fluctuațiile particulelor medii sunt suma geometrică a oscilațiilor care ar comite particule în timpul propagării fiecărui val separat. Prin urmare, un val suprapus, fără a deranja reciproc - principiul superpoziției (overlay) valuri.
Două valuri sunt numite coerente, în cazul în care diferența de fază nu depinde de timp
Sursele de valuri coerente sunt numite surse coerente.
deoarece surse coerente pentru diferența dintre fazele inițiale. amplitudinea Arese în puncte diferite, în funcție de valoarea. numita cale de diferență. dacă
atunci există un număr maxim.
La aplicarea surselor de undă coerente sunt maxime observate și minima, amplitudinea rezultată, adică accesoriu reciprocă în anumite puncte de spațiu și de atenuare în cealaltă, în funcție de relația dintre aceste faze, valurile - esența fenomenului de interferență.
Un caz special de interferență sunt undele staționare - undele formate prin suprapunerea două valuri care călătoresc se propagă în direcții opuse cu amplitudini egale de unde N frecvențe.
Pentru a obține ecuațiile presupunem undă staționară: 1) unde se propagă într-un mediu fără atenuare; 2) A1 = A2 = A - au amplitudini egale; 3) ω1 = ω2 = ω - frecvența egală; 4) φ10 = φ20 = 0.
Ecuația undă de înmulțire a lungul direcției axei x pozitivă (adică ecuația undei incidente)
Ecuația care călătoresc val de înmulțire în axa x direcția negativă (adică ecuația undelor reflectate):
Adăugarea (1) și (2) obținem o ecuație de undă staționară:
O caracteristică a undelor staționare este faptul că amplitudinea depinde de coordonate x. Când vă mutați de la un punct la altul amplitudine variază conform legii:
- amplitudinea undei staționare.
Aceste puncte de mediu, în care amplitudinea undei staționare este maximă și este egală cu 2A. Ei au numit ventrele. Coordonatele ventrele pot fi găsite de condiția caDistanța dintre două ventrele adiacente este egală.
Momentul în care amplitudinea undei staționare este minimă și este egal cu 0 sunt numite noduri. Coordonata unități pot fi găsite din starea
Distanța dintre două noduri adiacente este egală.
Spre deosebire de valul de călătorie, toate punctele care oscilează cu aceeași amplitudine, dar cu faze diferite, care depind de coordonata x a punctului (), în ceea ce privește picioare val oscilează între două noduri cu amplitudini diferite, dar cu aceeași fază (). La trecerea printr-un nod multiplicator schimba semnul, astfel încât faza de oscilație la diferite părți ale nodului diferă de π, adică, puncte situată pe partea opusă a vibreaza nod în antifază.
Un val de picioare este rezultatul interferenței incidentului și a undelor reflectate. Reflecția asupra natura efectului granița dintre două medii, pe care se produce reflexia. Dacă unda este reflectată dintr-un mediu mai puțin dens (Fig. A), faza undei de la interfața nu se schimbă la interfața dintre două medii vor ventru. Dacă unda este reflectată dintr-un mediu mai dens, fază este inversată, adică, reflectată de un mediu mai dens are loc cu pierderea unei jumătăți de lungime de undă (λ / 2). undă transferă mișcarea de vibrație a energiei în direcția de propagare a undei. Energia de undă staționară nu poate sta, deoarece valuri padayushaya și reflectate de aceeași amplitudine transporta aceeași energie în direcții opuse. Prin urmare, energia totală a undei staționare rezultat a conținut rămâne constantă între noduri. Numai în distanțe egale λ / 2 are loc transformarea energiei cinetice în potențială.