Интерференция на вълните

Сред явленията, характерни за вълнови процеси, Интерференцията на вълните се състои във факта, че когато двете вълни са насложени, може да се получи усилване и намаляване на колебанията.

За да се запознаем с това явление, нека да разгледаме какво се случва, ако вълни с еднаква дължина стигат до определена точка от пространството.

Наблюдаваме този феномен, като използваме примера на вълните, размножаващи се на водната повърхност. Ние непрекъснато ще създаваме вълни на повърхността му на две точки. За да направите това, в непосредствена близост до повърхността на водата ние поставяме краищата на два проводника, прикрепени към еластична метална плоча. Когато плочата вибрира, краищата на жиците периодично се гмуркат във водата и възбуждат трептенията, които се разпространяват във формата на вълни с еднаква дължина по повърхността. Всеки от жиците вълнува собствената си система от вълни. Две вълнообразни системи, насложени едно върху друго, ще взаимодействат и оттам ще се появят смущения на вълните.

Важно е, че двете вълни системи са съгласувани, т. Е. Към същата дължина като излезе от центровете на колебания в същите етапи, или ако те са, когато от фаза (например, като във фаза опозиция), изместването във времето фаза не трябва да се променя. Такива вълни се наричат ​​съгласувани. В този експеримент съгласуваността се осигурява от факта, че и двата края на проводника периодично докосват повърхността на водата едновременно - вълните напускат центровете за вибрации в едни и същи фази.

Нека изградим суперпозицията на две системи от кохерентни вълни. Твърдите кръгове обозначават гребените на пръстеновидните вълни, разпространяващи се по повърхността на водата от източниците, а пунктираните линии са депресиите. Точките, в които има вълни на двете системи в същите фази с кухина и гребен с гребен, - точки усилват трептения (Максима). Точките на отслабени колебания (минимуми) се намират на места, където депресията на една вълна се среща с гребена на друга. При наличието на кохерентност на вълните моделът на редуване на максимуми и минимуми ще бъде стабилен. Всъщност, ако в даден момент се случи нещо, гребен с гребен, след това в половин период ще има също така депресия с депресия, а в друг половин период отново герб с гребен и т.н., т.е. в този момент ще има максимален брой трептения през цялото време. Такава промяна в минималния и максималния амплитуда на колебание се нарича интерферентен модел. Феномен на суперпозицията на вълните, формиране интерференция, наречена намеса на вълни.

За да се реши проблемът с фазите, в които се срещат вълни с намеса в дадена точка, е необходимо да се вземе предвид разликата в курса им. Достатъчно е да се преброят на вълните на съответната система, подредени на разстояние между точката на интерес от върхове и спадове и центровете на трептене. Ние ще видим, че максимумите са в тези точки, които са или са на равни разстояния от двата центъра, или в местата, където разликата в пътя съответства на четен брой полувълни, а минимума - нечетно число.

На примера на този експеримент, ние считахме това явление за интерференция механични вълни.

Независимо от това, явлението намеса е характерно не само за вълните, които се появяват на повърхността на водата, но и за всички видове вълни: звук, електромагнитни и други. Следователно, ако светлината има свойства на вълната, тогава когато две от нейните греди са насложени, ще възникне смущение от светлинни вълни.

Не трябва да се забравя, че вълни смущения (всички, включително светлина) се появява само когато вълните, които взаимодействат, имат същата честота и време-зависима фазовото изместване във всяка точка.