Физика. Лекция 607.Интерференция волн.

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. На этой лекции мы с вами продолжим изучать волновые явления.

Давайте вспомним, что достаточно давно мы рассматривали сложение колебаний, мы рассматривали сложение колебаний кратных частот, близких частот, а в начале мы рассматривали сложение колебаний одинаковой частоты и сейчас мы вернемся к этому вопросу, когда мы изучали сложение колебаний одной частоты, то мы выяснили, что амплитуда результирующего колебания зависит от амплитуд составляющих колебаний и кроме того от сдвига фаз между этими составляющими колебаниями.

А теперь давайте перейдем к трехмерному пространству. Добро пожаловать в трехмерный мир...

Когерентные источники - это источники волн частоты, которых одинаковы и разность начальных фаз не изменяется со временем.

И теперь давайте вернемся к самой первой формуле, описывающей амплитуду результирующего колебания.

...далее рассмотрим противоположный случай...

Условия максимумов и минимумов можно читать так:

• условие максимумов - разность хода равна четному числу полуволн или целому числу волн
• условие минимумов - разность хода равна не четному числу полуволн

От чего зависит разность хода? Она зависит от того, где находится точка наблюдения. Она зависит от разницы в расстояниях от источников до точки наблюдения. В разных точках пространства разность хода разная. Значит в одних точках пространства будет выполнятся условие максимумов, а в других точках пространства условие минимумов. Причем, если в какой-то точке пространства амплитуда максимальна и если источники когерентны, то в этой точке она всегда будет иметь одно и то же значение. Т.е у нас образуется устойчивое пространственное распределение амплитуд колебаний, создаваемых несколькими когерентными источниками волн и вот это явление и называется интерференцией волн. Давайте сформулируем строгое определение.

Интерференция волн - это образование устойчивого пространственного распределения амплитуд колебаний, создаваемых несколькими когерентными источниками волн.

Мы с вами записали несколькими...хотя рассматриваем только два и оказывается, что существуют ситуации, где работают несколько одновременно, а не два источника, вплоть, до бесконечного множества источников когерентных волн. И об этом на следующей лекции мы немного поговорим.

И так...пространственное распределение амплитуд... и давайте приведем изображение которое проиллюстрирует этот факт.

И то что мы сейчас с вами привели "на глазок", можно смоделировать с помощью компьютерной программы.

Теперь давайте вернемся к вопросу о постоянстве разности начальных фаз. В условиях когерентности два пункта:

• у источников должны быть равные частоты
• постоянство разности начальных фаз

Что было понятно для чего это второе условие нужно, мы приведем сейчас рисунок колебаний создаваемых двумя источниками работающими на одной частоте, но разность их начальных фаз будет меняться со временем.

И в заключении этой лекции давайте посмотрим "на картину" интерференции звука...

На этом мы эту лекцию закончим.

Если тебе понравилось, подпишись на канал и поддержи автора