--> Èíòåðôåðåíöèÿ âîëí íà ïîâåðõíîñòè âîäû

 


Ñîäåðæàíèå

Ãëàâíàÿ >> Ôèçèêà 11 êëàññ. Ãåíäåíøòåéí. Äèê

§ 22. Èíòåðôåðåíöèÿ âîëí

 


Èíòåðôåðåíöèÿ âîëí íà ïîâåðõíîñòè âîäû (îêîí÷àíèå)

×òîáû ïîíÿòü ïðîèñõîæäåíèå ëèíèé ìàêñèìóìîâ è ìèíèìóìîâ, ðàññìîòðèì ðåçóëüòàò ñëîæåíèÿ âîëí â òî÷êå Ñ, óäàë¸ííîé îò òî÷å÷íûõ èñòî÷íèêîâ âîëí À è B íà ðàññòîÿíèå, íàìíîãî ïðåâûøàþùåå ðàññòîÿíèå d ìåæäó èñòî÷íèêàìè (ðèñ. 22.5).

    Ðèñ. 22.5

Îáîçíà÷èì φ óãîë ìåæäó íàïðàâëåíèåì íà òî÷êó Ñ (ïðàêòè÷åñêè îäèíàêîâûì äëÿ îáîèõ èñòî÷íèêîâ) è ïåðïåíäèêóëÿðîì ê ëèíèè ÀÂ.

Âîçüì¸ì íà ÂÑ òî÷êó Â, äëÿ êîòîðîé DC = ÀÑ. Äëÿ âîëí, ïðèøåäøèõ èç òî÷åê À è  â òî÷êó Ñ, ðàçíîñòü õîäà âîëí

    Δd = BD.

Ïîñêîëüêó òî÷êà Ñ íàõîäèòñÿ îò òî÷åê À è  íà ðàññòîÿíèè, áîëüøîì ïî ñðàâíåíèþ ñ d, óãîë ïðè âåðøèíå Ñ ðàâíîáåäðåííîãî òðåóãîëüíèêà ACD î÷åíü ìàë. Ñëåäîâàòåëüíî, óãëû CAD è CDA ïðè îñíîâàíèè ýòîãî òðåóãîëüíèêà î÷åíü áëèçêè ê ïðÿìûì óãëàì4. Ïîýòîìó òðåóãîëüíèê ADB ñ õîðîøåé òî÷íîñòüþ ìîæíî ñ÷èòàòü ïðÿìîóãîëüíûì ñ ïðÿìûì óãëîì D.

    4 Íàïîìíèì, ÷òî ñóììà óãëîâ òðåóãîëüíèêà ðàâíà 180°.

4. Îáúÿñíèòå, ïî÷åìó

    Δd = dsin φ.                         (3)

Ïîäñêàçêà. Âîñïîëüçóéòåñü ðèñóíêîì 22.5.

Âñïîìíèì òåïåðü ôîðìóëû (1) è (2), âûðàæàþùèå óñëîâèÿ èíòåðôåðåíöèîííûõ ìàêñèìóìîâ è ìèíèìóìîâ. Èç ýòèõ ôîðìóë è ôîðìóëû (3) ñëåäóåò, ÷òî èíòåðôåðåíöèîííûå ìàêñèìóìû áóäóò íàáëþäàòüñÿ ïîä óãëàìè φk, óäîâëåòâîðÿþùèìè óðàâíåíèþ

    dsin φk = kλ,                         (4)

ãäå k — öåëîå ÷èñëî.

Êàæäîìó èç ýòèõ óðàâíåíèé (ñ ëþáûì öåëûì k) ñîîòâåòñòâóåò ïðÿìàÿ. Ýòî è åñòü òå ïðÿìûå, âäîëü êîòîðûõ ðàñïîëîæåíû èíòåðôåðåíöèîííûå ìàêñèìóìû íà ðèñóíêå 22.2.

Èíòåðôåðåíöèîííûé ìàêñèìóì, ñîîòâåòñòâóþùèé íóëåâîé ðàçíîñòè õîäà âîëí (k = 0), ðàñïîëîæåí íà ãîðèçîíòàëüíîé ïðÿìîé. Åãî íàçûâàþò öåíòðàëüíûì ìàêñèìóìîì (ìàêñèìóìîì íóëåâîãî ïîðÿäêà). Íà ðèñóíêå 22.2 îí îòìå÷åí ãîëóáîé ëèíèåé. Ñëåäóþùèé ìàêñèìóì, ñîîòâåòñòâóþùèé k = 1, íàçûâàþò ïåðâûì èíòåðôåðåíöèîííûì ìàêñèìóìîì (ïåðâîãî ïîðÿäêà); ñîîòâåòñòâóþùèé k = 2 — âòîðûì (âòîðîãî ïîðÿäêà) è ò. ä.

5. Îáúÿñíèòå, ïî÷åìó, êîãäà äâà òî÷å÷íûõ èñòî÷íèêà âîëí êîëåáëþòñÿ â îäèíàêîâîé ôàçå, öåíòðàëüíûå èíòåðôåðåíöèîííûå ìàêñèìóìû ëåæàò íà ñåðåäèííîì ïåðïåíäèêóëÿðå ê îòðåçêó, ñîåäèíÿþùåìó ýòè èñòî÷íèêè.

6. Ïîä êàêèì óãëîì φ1 íàáëþäàåòñÿ èíòåðôåðåíöèîííûé ìàêñèìóì ïåðâîãî ïîðÿäêà (ñì. ðèñ. 22.2), åñëè λ = 2 ñì, d = 12 ñì?

7. Íàïèøèòå óðàâíåíèå äëÿ óãëîâ, ïîä êîòîðûìè áóäóò íàáëþäàòüñÿ èíòåðôåðåíöèîííûå ìèíèìóìû.

<<< Ê íà÷àëó

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->