Rušení vln

Mezi jevy charakteristické pro vlnové procesy, Rušení vln spočívá v tom, že když jsou obě vlny překryty, může dojít k zesílení a oslabení kmitů.

Abychom se seznámili s tímto jevem, zvážme, co se stane, když vlny stejné délky dorazí do určitého prostoru.

Pozorujeme tento jev pomocí příkladu vln šířících se na vodní hladině. Neustále vytváříme vlny na jeho povrchu ve dvou bodech. K tomu je v bezprostřední blízkosti povrchu vody umístěny konce dvou drátů připojených k elastické kovové desce. Když deska vibruje, konce drátu se pravidelně ponoří do vody a vyvolávají oscilace, které se šíří ve formě vln stejné délky podél jejího povrchu. Každý z vodičů nadchne svůj vlastní systém vln. Dva vlnové systémy, navzájem překrývající se, budou vzájemně ovlivňovat a tím dojde k interferenci vln.

Je důležité, že tyto dva vlnové systémy byly schváleny, t. E. na stejnou délku vyšli z center oscilací stejných fází, nebo v případě, že jsou, když se z fáze (např., Které mají v protifázi), posun v časové fáze by se neměla měnit. Takové vlny se nazývají koherentní. V tomto experimentu soudržnost dosáhne tím, že oba konce drátu jsou periodicky současně do styku s povrchem vody - nechat centra vlny oscilace ve stejné fázi.

Postavme superpozici dvou systémů koherentních vln. Pevné kruhy označují vrcholy kruhových vln, které se šíří podél povrchu vody ze zdrojů, a tečkované čáry jsou prohlubně. Body, kde se vlny obou systémů setkávají ve stejných fázích, deprese s depresí a hřeben s hřebenem, jsou body zesílených kmitů (maxima). Body oslabených kmitů (minima) se nacházejí v místech, kde se deprese jedné vlny setkává s hřebenem jiného. Za přítomnosti koherence vln bude stabilní vzorek střídání maxim a minim. Ve skutečnosti, pokud se v daném okamžiku v kterémkoliv okamžiku vyskytnou, hřeben s hřebenem, pak bude v polovině období také deprese s depresí a v dalším poločasu opět hřeben s hřebenem atd., tj. v tomto okamžiku bude celá řada kmitů. Taková změna minimální a maximální amplituda kmitání je nazýván interferenčním vzorem. Fenomén superpozice vln, vytváření interferenční vzor, tzv. rušení vln.

Vyřešit otázku, zda, v jaké bude fáze setkají v daném okamžiku rušivé vlny, je třeba vzít v úvahu rozdíl v jejich pořadí. To je dost, aby spočítat počet vln příslušného systému, skladují ve vzdálenosti mezi bodem zájmu vzestupy a pády a středy kmitání. Budeme vidět, že maxima jsou v těch bodech, které jsou, nebo jsou ve stejné vzdálenosti od obou centrech, nebo v místech, kde dráhový rozdíl odpovídá sudým počtem půlvln, zatímco minima - lichý počet.

Na příkladu tohoto experimentu jsme považovali takový jev jako zásah mechanické vlny.

Přesto je fenomén zásahu charakteristický nejen vlnám, které se objevují na povrchu vody, ale i všem druhům vlny: zvuk, elektromagnetické a jiné. Pokud tedy světlo má vlnové vlastnosti, pak když jsou dva jeho paprsky překrývají, dojde k interferenci světlých vln.

Neměli bychom zapomínat, že rušivé vlny (jakékoliv, včetně světla) dochází pouze v případě, že vlny, které interagují, mají stejnou frekvenci a časově závislý fázový posun v každém bodě.