ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Шкала електромагнітних хвиль

Електромагнітні хвилі, мають широкий діапазон частот (довжин хвиль) і відрізняються за способами їх генерації і реєстрації, а також за своїми властивостями. В таблиці представлені різні види електромагнітних хвиль, хоча слід зазначити, що межі між різними їх видами умовні.

 

Вид випромінювання Довжина хвилі, м Частота хвилі, Гц Джерело випромінювання
    Радіохвилі     10-3 – 10-4     3·105 – 3·1012 Коливальний контур Вібратор Герца Ламповий генератор
Світлові хвилі:   інфрачервоне випромінювання   видиме світло   ультрафіолетове випромінювання       5·10 – 4 – 8·10 –7     8·10 –7 – 4·10 –7   4·10 –7 – 10 –9     6·1011 – 3,75·1014   3,75·1014 – 7,5·1014 7,5·1014 – 3·1017     Лампи     Лазери
Рентгенівське випромінювання 2·10-9 – 6·10-12 l,5·1017 – 5·1019 Трубка Рентгена Радіоактивний розпад
- випромінювання < 6·10 –12 > 5·1019 Ядерні та космічні процеси

 


Лекція 19

Інтерференція хвиль

1. Інтерференція хвиль. Умови виникнення максимумів та мінімумів інтерференції. Оптична довжина шляху, оптична різниця ходу

Узгоджене протікання в часі і просторі декількох коливальних або хвильових процесів пов'язують з поняттям когерентності.

Когерентні хвилі – це хвилі, у яких різниця їх фаз залишається постійною в часі. Такими хвилями можуть бути лише хвилі, що мають однакову частоту, тобто цій умові задовольняють монохроматичні хвилі, тобто хвилі, які необмежені в просторі і мають лише одну визначену і строго постійну частоту.

Зазначимо, що жодне реальне джерело не дає строго монохроматичного світла. Тому хвилі, що випромінюються будь-яким незалежним джерелом світла, завжди некогерентні.

Розглянемо накладення двох когерентних хвиль.

Явище накладення в просторі двох (або декількох) когерентних хвиль в різних точках цього простору, при якому відбувається посилення або ослаблення результуючої хвилі – залежно від співвідношення між фазами цих хвиль називається інтерференцією хвиль.

Розглянемо накладення двох когерентних сферичних хвиль і , тобто хвиль, хвильові поверхні яких мають вид концентричних сфер, які збуджуються точковими джерелами і (рис. 19.1), що коливаються з однаковими амплітудою і частотою і постійною різницею фаз:

де і – відстані від джерел хвиль до точки В , що розглядається; – хвильове число; і – початкові фази обох сферичних хвиль, що накладаються.

Рис. 19.1

Квадрат амплітуди результуючої хвилі в точці В дорівнює:

.

Оскільки для когерентних джерел різниця початкових фаз , результат накладення двох хвиль в різних точках залежить від величини , яка називається різницею ходу хвиль.

В точках, де

(*)

спостерігається інтерференційний максимум: амплітуда результуючого коливання .

В точках, де

(**)

спостерігається інтерференційний мінімум: амплітуда результуючого коливання .

Величина називається відповідно порядком інтерференційного максимума або мінімума.

Умови (*) і (**) зводяться до того, що

.

Це рівнянням гіперболи з фокусами в точках і . Отже, геометричне місце точок, в яких спостерігається посилення або послаблення результуючого коливання, є сімейством гіпербол (рис. 19.1), що відповідають умові . Між двома інтерференційними максимумами (на рис. 19.1 суцільні лінії) знаходяться інтерференційні мінімуми (на рис. 19.1 штрихові лінії).

Стоячі хвилі

Особливим випадком інтерференції є стоячі хвилі, тобто хвилі, що утворюються при накладенні двох біжучих хвиль, що розповсюджуються назустріч одна одній з однаковими частотами і амплітудами, а у разі поперечних хвиль – і однаковою поляризацией.

Нехай дві плоскі хвилі розповсюджуються назустріч одна одній уздовж осі х в середовищі без загасання, причому обидві хвилі характеризуються однаковими амплітудами і частотами. Крім того, початок координат виберемо в точці, в якій обидві хвилі мають однакову початкову фазу, а відлік часу почнемо з моменту, коли початкові фази обох хвиль дорівнюють нулю. Тоді відповідно рівняння хвилі, що розповсюджується уздовж позитивного напряму осі х, і хвилі, що розповсюджується їй назустріч, матимуть вигляд

Склавши ці рівняння і врахувавши, що , отримаємо рівняння стоячої хвилі:

,

з якого витікає, що в кожній точці цієї хвилі відбуваються коливання тієї ж самої частоти з амплітудою , яка залежить від координати х точки, що розглядається.

В точках середовища, де

амплітуда результуючого коливання досягає свого максимального значення, якедорівнює .

В точках середовища, де

амплітуда результуючого коливання дорівнює нулю.

Зазначимо, що точки, в яких амплітуда коливань максимальна , називаються пучностями стоячої хвилі, а точки, в яких амплітуда коливань дорівнює нулю , називаються вузлами стоячої хвилі. Точки середовища, що знаходяться в вузлах, не коливаються.

Координати пучностей та координати вузлів неважко отримати з двох останніх виразів:

З цих виразів витікає, що відстань пучність – пучність дорівнює , а відстань пучність – вузол дорівнює .

 

 

 

 


Лекція 20

Дифракція хвиль

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти