Störningar av vågor

Bland fenomen som är karakteristiska för vågprocesser är störningar av vågor, vilket består i det faktum att när två vågor är överlagda, kan amplifiering och dämpning av svängningar inträffa.

För att lära känna detta fenomen, låt oss överväga vad som händer om vågor av samma längd kommer till en viss punkt.

Vi observerar detta fenomen på exemplet av vågor,spridning på vattenytan. Vi kommer kontinuerligt att skapa vågor på ytan på två punkter. För att göra det, i närheten av vattens yta placerar vi ändarna av två ledningar fästa på en elastisk metallplåt. När plattan vibrerar, kommer trådarnas ändar periodiskt att dyka in i vattnet och excitera oscillationer som sprids i form av vågor av samma längd längs dess yta. Var och en av ledningarna exciterar sitt eget system av vågor. Två vågsystem, överlagda varandra, kommer att interagera, och följaktligen kommer störningar av vågorna att uppstå.

Det är viktigt att två vågsystemlinje, dvs. e. till samma längd de kom ut av centrumen för svängningar i samma faser, eller, om de inträffar vid fasförskjutna (t ex med i motsatta faser), fasskiftningen med tiden bör inte ändras. Sådana vågor kallas sammanhängande. I detta experiment, enhetligheten uppnås genom att båda ändarna av tråden periodiskt samtidigt är vidrör vattenytan - lämna centra våg svängningar i samma fas.

Låt oss konstruera en superposition av två systemsammanhängande vågor. De fyllda cirklarna betecknar de ringformiga topparna av vågor som utbreder sig längs ytan av vattnet från de källor, och den streckade linjen - depression. De punkter där det finns vågor av båda systemen i samma faser med en ihålig hålighet och ett krön med ett krön, - prickar amplifierade oscillationer (maxima). Punkterna i försvagade oscillation (minima) är belägna på platser där det håligheten möter en vågkam till den andra. I närvaro av koherens av vågor är mönstret av växling av maxima och minima stabila. Faktum är att om du är närvarande vid något tillfälle möts, kam med en kam, sedan efter en halv period i samma träffa en hålighet, och efter en halv period igen kam med en kam, etc., dvs. vid denna tidpunkt kommer det att finnas maximala oscillationer hela tiden. Sådan förskjutning av maxima och minima av amplituderna hos svängningarna kallas ett interferensmönster. Och fenomenet superposition av vågor, som bildar ett interferensmönster, kallas störningar av vågor.

Att ta upp frågan om vilka faserkommer att träffas vid en viss punkt av störande vågor, måste du ta hänsyn till skillnaden i deras kurs. För att göra detta är det tillräckligt att beräkna antalet vågor i motsvarande system, staplade på avstånd mellan de maximala punkterna och minima av intresse för oss och vibrationscentra. Vi kommer att se att maxima kommer att vara vid de punkter som antingen ligger på lika avstånd från båda centra eller vid punkter där vägskillnaden motsvarar ett jämnt antal halvvågor, medan minima motsvarar ett udda tal.

Med hjälp av exemplet av detta experiment ansåg vi ett sådant fenomen som störningen av mekaniska vågor.

Ändå är fenomenet störningar iboendeinte bara de vågor som uppträder på vattnet, men också alla typer av vågor: ljud, elektromagnetiska och andra. Därför, om ljus har vågegenskaper, då två av dess strålar är överlagrade, kommer störningar av ljusvågor att uppstå.

Källor som avger sådana vågor kallas sammanhängande. I optik kan sammanhängande källor endast skapas konstgjort.

Det bör inte glömmas bort denna störning av vågor(alla inklusive ljus) visas endast när vågorna som växlar har samma frekvens och en tidsoberoende fasskift vid vilken tidpunkt som helst.