В случае когерентных источников разность фаз колебаний в данной точке постоянна, и поэтому амплитуда колебании в той точке с течением времени не меняется. При этом в точках, где амплитуда результирующего колебания максимальна и равна 2.г а в точках, для которых амплитуда равна нулю. Таким образом, при сложении когерентных волн в пространстве образуется устойчивая во времени интерференционная картина.
В случае некогерентных источников волн разность фаз в любой точке пространства непрерывно изменяется, принимая с рапной вероятностью любые значения. Поэтому интерференционной картины не будет.
Волны, излучаемые обычными источниками, несогласованны (не когерентны) и приходят в любую точку пространства с хаотично изменяющимися фазами и амплитудами. Поэтому в каждой точке пространства амплитуда результирующей волны хаотично и быстро изменяется. Так как наш глаз обладает инерционностью и регистрирует лишь средние значения амплитуд, то интерференционная картина в этом случае не наблюдается.
10 Как можно наблюдать интерференцию света, пользуясь обычными источниками!
Французский физик Френель предложил остроумный способ получения двух когерентных систем световых волн от одного источника света.
Сущность предложенного Френелем способа состоит в расщеплении одной световой волны на две когерентные волны. При кпло;к"н1[.ч этих волн Френель наблюдал их интерференции, .
В одном из своих опытов Френель разделял световую волну с помощью двух тонких стеклянных призм, склеенных основаниями. Такая призма называется бипризмой Френеля. Основание бипризмы располагается параллельно ярко освещенной щели А. Как и в опыте Юнга, интерференционная картина наблюдалась на экране
Если щель освещать монохроматическим (одноцветным) светом, то все светлые полосы интерференционной картины получаются того же цвета. Если же щель освещать белым светом, то интерференционная картина получается радужной. В каждой светлой полосе наблюдается плавный переход цветов от красного до фиолетового (различают семь основных цветов — красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый)
11 Стоячие волны.
а) Интерференция падающей и отраженной волны
Мы знаем, что на границе двух сред происходит отражение волны. Отраженная волна идет навстречу бегущей волне, и так как частоты обеих волн одинаковы и разность фаз в любой точке пространства постоянна во времени, то наблюдается образование интерференционной картины.
Для наблюдения интерференции падающей и отраженной волн прикрепим один конец упругого шнура к потолку, а другой - к вибратору, совершающему гармонические колебания.
В результате интерференции падающей и отраженной волн в шнуре образовалась так называемая стоячая волна.
Наблюдение показывает, что у закрепленного конца шнура образуется узел стоячей волны.
Образование стоячих волн наблюдается и в том случае, когда отражение волны происходит от менее жесткой среды. Прикрепим один конец упругого резинового шнура к легкой нити, подвешенной к потолку, а другой конец стержня — к вибратору. Однако в этом случае на привязанном к нити конце шнура образуется пучность.
б) Стоячие звуковые волны. Для наблюдения стоячих звуковых волн в воздухе воспользуемся установкой, изображенной на рисунке 8. Звуковые волны, излучаемые громкоговорителем, после отражения от скрапа идут навстречу падающим звуковым волнам и интерферируют с ними.
Перемещая микрофон между экраном и громкоговорителем, мы обнаруживаем, что стрелка вольтметра то отклоняется почти до упора вправо (в пучностях), то возвращается почти до нуля (в узлах).
в) Стоячие электромагнитные волны в двухпроводной линии. Возьмем длинную двухпроводную линию и соединим ее индуктивно с генератором ультравысокой частоты (рис. 9 ). Вдоль линии побежит электромагнитная волна. Дойдя до открытого конца линии, волна из-за отсутствия нагрузки не сможет передать, свою энергию и отразиться. В результате интерференции прямой и отраженной волн в линии возникает стоячая волна напряжения, которую можно обнаружить с помощью неоновой лампы или вольтметра: перемещая неоновую лампу или провода от вольтметра вдоль линии, мы обнаружим узлы и пучности напряжения. В пучностях неоновая лампа ярко светит, а в узлах гаснет.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.