/ / Rušení vln

Rušení vln

Mezi jevy charakteristické pro vlnové procesy je zásah vln, který spočívá v tom, že když jsou dvě vlny překryty, může dojít k zesílení a oslabení oscilací.

Abychom se seznámili s tímto jevem, zvážme, co se stane, když vlny stejné délky dorazí do určitého prostoru.

Pozorujeme tento jev na příkladu vln,rozprostírá se na vodní ploše. Neustále vytváříme vlny na jeho povrchu ve dvou bodech. K tomu je v bezprostřední blízkosti povrchu vody umístěny konce dvou drátů připojených k elastické kovové desce. Když deska osciluje, konce drátu se pravidelně ponoří do vody a vyvolávají oscilace, které se šíří ve formě vln stejné délky podél jejího povrchu. Každý z vodičů nadchne svůj vlastní systém vln. Dva vlnové systémy, navzájem překrývající se, budou vzájemně ovlivňovat a proto dojde k interferenci vln.

Je důležité, aby dva vlnové systémyjsou koordinovány, to znamená, že ve stejné délce vystupují z center oscilace v identických fázích, nebo pokud jsou v případě, že vznikají (například vycházejí z protichůdných fází), pak by se fázový posun s časem neměl měnit. Takové vlny se nazývají koherentní. V tomto experimentu je soudržnost zajištěna skutečností, že oba konce drátu se periodicky dotýkají povrchu vody současně - vlny opouštějí centra vibrací ve stejných fázích.

Postavme superpozici dvou systémůsouvislé vlny. Pevné kruhy označují vrcholy kruhových vln, které se šíří podél povrchu vody ze zdrojů, a tečkované čáry jsou prohlubně. Body, kde se vlny obou systémů setkávají ve stejných fázích, deprese s depresí a hřeben s hřebenem, jsou body zesílených kmitů (maxima). Body oslabených kmitů (minima) se nacházejí v místech, kde se deprese jedné vlny setkává s hřebenem jiného. Za přítomnosti koherence vln bude stabilní vzorek střídání maxim a minim. Ve skutečnosti, jestliže v tomto okamžiku je hřeben s hřebenem v určitém okamžiku, pak v půl-období bude také dutina s depresí, a v další polovině období znovu hřeben s hřebenem, atd., Tj. v tomto okamžiku bude celá řada kmitů. Taková změna minima a maxima amplitud oscilace se nazývá interferenční vzorec. A fenomén superpozice vln, který tvoří interferenční vzor, ​​se nazývá interference vln.

Řešit otázku, které fázese setkají na daném místě rušivých vln, je třeba vzít v úvahu rozdíl v jejich průběhu. To je dost, aby spočítat počet vln příslušného systému, skladují ve vzdálenosti mezi bodem zájmu vzestupy a pády a středy kmitání. Budeme vidět, že maxima jsou v těch bodech, které jsou, nebo jsou ve stejné vzdálenosti od obou centrech, nebo v místech, kde dráhový rozdíl odpovídá sudým počtem půlvln, zatímco minima - lichý počet.

Použitím příkladu tohoto experimentu jsme považovali tento fenomén za interferenci mechanických vln.

Přesto je fenomén rušení vlastněnejen vlny, které se objevují na povrchu vody, ale také všechny typy vln: zvuk, elektromagnetické a jiné. Pokud tedy světlo má vlnové vlastnosti, pak když jsou dva jeho paprsky překrývají, dojde k interferenci světlých vln.

Zdroje vysílající takové vlny se nazývají koherentní. V optice mohou být koherentní zdroje uměle vytvořeny.

Nemělo by se zapomínat na rušení vln(jakékoli, včetně světla) se objeví pouze tehdy, když vlny, které interagují, mají stejnou frekvenci a časově nezávislý fázový posun v jakémkoli bodě.

Přečtěte si více: