Störningar av vågor

Bland fenomen som är karakteristiska för vågprocesser är vågens inblandning, 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 anländer till en viss punkt i rymden.

Vi observerar detta fenomen med hjälp av exemplet av vågor som sprider sig på vattennivån. Vi kommer kontinuerligt att skapa vågor på ytan på två punkter. För att göra detta, placeras i änden av vattnets yta nära 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, överlagrade på varandra, kommer att interagera, och följaktligen kommer störningar av vågorna att uppstå.

Det är viktigt att de två vågsystemen matchas, det vill säga att de i samma längd lämnar vibrationerna i samma fas eller om de fasskiftas (till exempel uppträdde i motsatta faser), då fasskiftet med tiden Bör inte förändras. Sådana vågor kallas sammanhängande. I detta experiment säkerställs koherensen av det faktum att båda ändarna av tråden periodiskt berör vattenytan samtidigt - vågorna lämnar vibrationscentra i samma faser.

Låt oss konstruera en överlagring av två system av sammanhängande vågor. Fasta cirklar betecknar ringarna av ringvågorna som förökar sig längs vattnets yta från källorna, och de streckade linjerna är fördjupningarna. De punkter där vågorna i båda systemen möts i samma faser, depression med depression och vapen med vapen, är punkterna i de förstärkta svängningarna (maxima). Poängen för försvagade svängningar (minima) är belägna på platser där depression av en våg möter en annan. I närvaro av koherens av vågor kommer mönstret av växling av maxima och minima att vara stabilt. Faktum är att om det för närvarande finns en vapen med en vapen på en viss tid , så kommer det under en halv period att bli ett depression med en depression och i en annan halvperiod en gång en vapen med en vapen etc. Vid denna tidpunkt kommer det att finnas maximala oscillationer hela tiden. En sådan förändring i minima och maxima hos oscillationsförstärkningarna kallas ett interferensmönster. Och fenomenet superposition av vågor, som bildar ett interferensmönster, kallas störningar av vågor.

För att lösa problemet med faserna där störande vågor möts vid en given punkt, är det nödvändigt att ta hänsyn till skillnaden i deras kurs. För att göra detta är det tillräckligt att beräkna antalet vågor i motsvarande system som passar i avstånd mellan de maximala punkterna och minima av intresse för oss och vibrationscentra. Vi ser 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.

Inte desto mindre är fenomenet störningar inte känt för vågor som uppstår på ytan av vatten utan också för alla typer av vågor: ljud, elektromagnetiska och andra. Därför, om ljus har vågegenskaper, då två av dess strålar överlagras kommer störningar av ljusvågor att uppstå.

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

Man bör inte glömma att störningar av vågor (någon, inklusive ljusvågor) inträffar endast när vågorna som växlar har samma frekvens och en tidsoberoende fasskift vid vilken tidpunkt som helst.