Молекулярная физика и термодинамика Теория теплоты Тепловые машины Силы инерции Сила упругости Релятивистская механика Преобразование и сложение скоростей Разложение Фурье Вынужденные колебания Интерференция волн

Молекулярная физика и термодинамика

Интерференция волн.

Когерентностью называется согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов.

Две волны называются когерентными, если разность их фаз не зависит от времени.

Гармонические волны, имеющие одинаковую частоту, когерентны всегда.

Интерференцией волн называется явление наложения волн, при котором происходит устойчивое во времени их взаимное усиление в одних точках пространства и ослабление других зависимости от соотношения между фазами этих волн.

Рассмотрим наложение двух когерентных сферических волн, возбуждаемых точечными источниками, колеблющимися с одинаковыми амплитудой aq , частотой ft) и постоянной разностью фаз:

 

где >и  — расстояния от источников до рассматриваемой точки, k — волновое число, и — начальные фазы волн.

Амплитуда результирующей волны

Поскольку для когерентных источников >=const, то результат интерференции двух волн зависит от величины (rl—r2), называемой разностью хода.

Интерференционный максимум > наблюдается в точках,

где >

Числа >называются порядком интерференционного максимума.

Интерференционный минимум >  наблюдается в точках,

где >

Числа (m = 0,1,2,...) называются порядком интерференционного минимума.

Стоячие волны.

Особым случаем интерференции являются стоячие волны.

Стоячие волны — это волны, образующиеся при наложении двух бегущих волн, распространяющихся навстречу друг другу с одинаковыми частотами и амплитудами.

Пусть две плоские бегущие волны с одинаковыми  амплитудами и частотами распространяются навстречу друг другу вдоль оси х:

Сложив эти уравнения, с учетом>, получим уравнение стоячей волны:

В точках среды, где

 (m = 0,1,2,...)

амплитуда стоячей волны достигает максимального значения АСТ =2А.

Такие точки называются пучностями стоячей волны

 

Координаты пучностей:

В точках среды где

амплитуда стоячей обращается в нуль

АСТ = 0 . Такие точки называются узлами стоячей волны.

Координаты узлов: >  (т = 0,1,2,...).

Расстояния между двумя соседними узлами и пучностями одинаковы равны половине длины волны > бегущих волн. Эту

величину называют длиной стоячей волны: >

Образование стоячих волн наблюдают при интерференции бегущей и отраженной волн.

Если среда, от которой происходит отражение, менее плотная, то на границе сред образуется пучность.

Если среда, от которой происходит отражение, более плотная, то на границе сред образуется узел стоячей волны.

Эффектом Доплера называется изменение частоты колебаний, воспринимаемой приемником, при движении источника этих колебаний и приемника друг относительно друга. В акустике эффект проявляется как повышение тона приближении звука к приемнику понижения удалении от приемника.


Основные представления кинетической теории