Интерференция механических волн. Сложение волн. Интерференция. Условие максимумов. Условие минимумов. Когерентные волны. Распределение энергии при интерференции.

Сложение волн. Очень часто в среде одновременно распространяется несколько различных волн.

Проще всего проследить за наложением механических волн, наблюдая волны на поверхности воды.

Каждая волна проходит сквозь другую и ведет себя в дальнейшем так, будто бы другой волны совсем на существовало.

Интерференция. Сложение в пространстве волн, при котором образуется постоянное во времени распределение амплитуд результирующих колебаний, называется интерференцией.

В любой точке М на поверхности воды будут складываться колебания, вызванные двумя волнами. M d1d1 d2d2 O1O1 O2O2 l ΔdΔd т. О1 и О2 – источники волн. d1 и d2 – пути, пройденные волнами до встречи. Δd – разность хода волн. l – расстояние между источниками волн. Амплитуды колебаний в т. М будут отличаться, т.к. d1 d2. Но если расстояние l много меньше этих путей, то обе амплитуды можно считать одинаковыми.

Условие максимумов. Амплитуда колебаний среды в данной точке максимальна, если разность хода двух волн, возбуждающих колебания в этой точке, равна целому числу длин волн (при совпадении разности фаз колебаний). Δd=kλ Где k=0,1,2,…,

Условие минимумов. Амплитуда колебаний среды в данной точке минимальна, если разность хода двух волн, возбуждающих колебания в этой точке, равна нечетному числу полуволн. Δd=(2k+1)λ/2

Когерентные волны. Для образования устойчивой интерференционной картины необходимо, чтобы источники волн имели одинаковую частоту и разность фаз их колебаний была постоянна. Источники, удовлетворяющие этим условиям, называют когерентными (от латинского слова coherers – взаимосвязанный).

Распределение энергии при интерференции. Волны несут энергию. Наличие минимумов в данной точке интерференционной картины говорит о том, что энергия сюда не поступила совсем. Энергия концентрируется в максимумах.