Interferența - asta este ceea ce interferența și difracția

Acest articol se concentrează asupra fenomenului fizicii ca interferență: adică, atunci când există și modul în care să se aplice. De asemenea, oferă detalii cu privire la conceptele legate de fizica val - difracție.

Atunci când într-o carte sau într-o conversație apare cuvântul „val“, apoi, de regulă, odată ce a reprezentat marea: întindere albastră, întindere fără margini, unul după altul pe malul lepuire arbori sarate. Un rezident al stepelor imagina un alt fel: vasta întindere de iarbă, ea se clatina sub briza calda. Cineva își amintește altceva valuri, avand in vedere faldurile grele de perdele, sau fluturând steagul într-o zi însorită. Matematicianul se gândește la o undă sinusoidală, de radio amator - de vibratii electromagnetice. Toate au o natură diferită și aparțin unor specii diferite. Dar un lucru este indiscutabil: valul - o stare de abatere de la echilibru, conversia unei „netede“ legea într-un oscilantă. Este aplicabil acestora fenomenul de interferență. Ce este și cum apare, ia în considerare mai târziu. La început, vom înțelege, care sunt valuri. Enumerăm următoarele tipuri:

• mecanice;
• chimice;
• electromagnetice;
• gravitate;
• țes;
• probabilitate.

Din punct de vedere fizica, valuri de energie transferate. Dar se întâmplă și care se mișcă în greutate. Răspunzând la o întrebare cu privire la ceea ce este interferența în fizică, trebuie remarcat faptul că este caracteristică a undelor de orice natură absolut.

Semne de diferențe valuri

Destul de ciudat, dar o singură definiție a undei nu există. Opiniile lor sunt atât de diverse încât numai clasificarea de mai mult de o duzină de tipuri. Prin ce caracteristici disting valurile?

1. Prin intermediul diseminării în mediu (sau în picioare de funcționare).
2. Prin natura undei (oscilatorie și solitoni sunt diferite, este pe această bază).
3. În funcție de tipul de distribuție în mediul înconjurător (longitudinal, transversal).
4. După gradul de liniaritate (liniare sau neliniare).
5. Conform proprietăți ale mediului în care se răspândesc (discret, continuu).
6. Forma (plat, sferic, spirală).
7. Ca caracteristicile fizice ale mediului de propagare (mecanic, electromagnetic, gravitate).
8. În direcția oscilațiilor particulelor medii (undele de compresiune sau de forfecare).
9. Prin timpul necesar pentru stimularea mediului (singur, sub formă de pachete de undă monocromatică).

Și orice tip de mediu de interferență perturbatiilor aplicabil. Ceea ce este special este conținută în acest concept și de ce acest fenomen face ca lumea noastră așa cum este ea, vă va spune când să aducă o caracteristici val.

caracteristici val

Indiferent de tipul și tipul de valuri, toate au caracteristici comune. Aici este o listă:

1. Pieptene - un fel de ridicat. Pentru valurile de compresie care plasează cea mai mare densitate a mediului. Aceasta reprezintă cea mai mare abatere pozitivă de la fluctuațiile de echilibru.
2. Dell (în unele cazuri vale) - un concept opus creasta. Min, cea mai mare deviație negativă de la starea de echilibru.
3. frecvență temporară sau frecvență - de data aceasta, pentru care valul va trece de la un vârf la altul.
4. Frecvența spațială sau lungimea de undă - distanța dintre vârfurile adiacente.
5. Amplitudine - înălțimea vârfurilor. Este această definiție va trebui să dau seama ce interferența undelor.

Ne sunt examinate în detaliu val, caracteristicile sale și diferite clasificări, pentru conceptul de „interferență“ nu poate fi explicată fără o înțelegere clară a fenomenelor, cum ar fi perturbarea mediului. Vă reamintim că interferența este semnificativă numai pentru valuri.

val Interacțiuni

Acum am ajuns aproape de conceptul de „interferență“: adică, atunci când există și cum să-l definească. Toate tipurile de mai sus, tipurile și caracteristicile undelor aparțin cazul ideal. Era descrierea „calul sferic într-un vid“, adică unele construcții teoretice, care sunt imposibile în lumea reală. Dar, în practică tot spațiul din jurul pătrunse diferitele valuri. procese de lumină, sunet, de căldură, de radio, chimice - sunt fluctuații periodice în mediul înconjurător. Și toate aceste valuri interacționează. Trebuie remarcat o particularitate: că acestea pot influența reciproc, acestea trebuie să aibă caracteristici similare.

Undele sonore nu poate în nici un fel interfera cu lumina, și unde radio nu interacționează cu vântul. Desigur, efectul este încă acolo, dar este atât de mic încât efectul său este pur și simplu nu sunt luate în considerare. Cu alte cuvinte, atunci când explica ce, se presupune interferența luminii că un singur foton afectează cealaltă în timpul ședinței. Deci, mai mult.

amestec

Pentru mai multe tipuri de unde acționează principiul superpoziției este îndeplinit într-un singur punct în spațiu, ele interacționează. Schimbul de energie este afișată pe modificarea amplitudinii. Legea interacțiunii este după cum urmează: în cazul în care există în același punct două vârfuri, unda finală de intensitate mare este dublat; în cazul în care există maxime și minime, amplitudinea finală dispare. Acesta este un răspuns clar la întrebarea a ceea ce este interferența de lumină și sunet. De fapt, acest fenomen superpoziției.

valuri de interferență cu caracteristici diferite

Evenimentul descris mai sus este o întâlnire a două valuri identice într-un spațiu liniar. Cu toate acestea, cele două valuri counterpropagating pot avea o frecvență diferită, amplitudine, lungime. Cum să-și prezinte imaginea finală în acest caz? Răspunsul constă în faptul că rezultatul nu este destul ca un val. Aceasta este o ordine strictă de succesiune de maxime și minime vor fi încălcate: într-un anumit punct de amplitudine maximă va fi următoarea - deja mai mici, apoi să îndeplinească maxim și minim, iar rezultatul dispare. Cu toate acestea, indiferent de cât de puternic poate fi diferențe între cele două valuri, amplitudinea se va întâmpla mai devreme sau mai târziu, din nou. În matematică, pentru a vorbi despre infinit, dar, în realitate, forțele de frecare și a inerției poate opri existența undei care rezultă în sine înainte de imaginea vârfurilor, văi și câmpii din nou.

Interferența undelor, care apar la un unghi

Dar, în plus față de propriile sale caracteristici, în valuri reale pot fi diferite poziții în spațiu. De exemplu, ținând cont de faptul că un astfel de amestec este de sunet, este necesar să se ia în considerare. Imaginați-vă: există un băiat și suflare fluierul. Acesta trimite un val de sunet înainte de sine. Și prin el celălalt băiat plimbari cu bicicleta si suna clopotul unui pieton dădu la o parte. La locul de desfășurare a celor două valuri de sunet care se intersectează la un unghi. Cum se calculează amplitudinea și forma vibrațiilor de aer final care va ajunge, de exemplu, la cel mai apropiat comercianții de semințe bunica Masha? Aici intră în componenta vectorului vigoare a undei sonore. Și adăuga sau scădea în acest caz, este necesar să nu numai valoarea amplitudinii, dar vectorii de propagare și aceste oscilații. Sperăm că bunica Masha, astfel, nu va fi mult să strige la copii zgomotoase.

Interferența luminii cu diferite de polarizare

De asemenea, se întâmplă ca la un moment dat există fotoni de diferite polarizare. În acest caz, de asemenea, ar trebui să fie considerată o componentă vectorială a undelor electromagnetice. Dacă acestea nu sunt perpendiculare una pe cealaltă sau una dintre Puchkov Sveta are o polarizare circulară sau eliptică, interacțiunea este posibilă. Pe acest principiu, construit mai multe modalități de a determina puritatea optică a cristalelor: în grinzile polarizate perpendiculare trebuie să fie nici o interacțiune. Dacă imaginea este distorsionată, cristalul nu este perfect, se schimba polarizarea grinzilor, și, astfel, cultivate în mod corespunzător.

Interferența și difracția

Interacțiunea dintre cele două Puchkov Sveta conduce la interferențele lor ca rezultat privitorul vede o serie de lumină (maxime) și întuneric (minima) din benzi sau inele. Dar interacțiunea dintre lumină și materie este însoțită de un alt fenomen - difracție. Ea se bazează pe faptul că lumina de diferite lungimi de undă refracta diferit mass-media. De exemplu, în cazul în care lungimea de undă de 300 nanometri, unghiul de deviere este de 10 de grade, și 500 nanometri dacă - este 12. Astfel, atunci când prisma din lumina cuarț cade pe raza solară refractată nu roșie ca violet (lungimi de undă diferă) iar observatorul vede un curcubeu. Acesta este răspunsul la întrebarea de ce este interferența și difracția luminii și modul în care acestea diferă. Dacă trimiteți la aceeași prisma radiație monocromatică de la un laser, nici curcubeu nu va fi, deoarece nu există fotoni de diferite lungimi de undă. Doar fază este deviat de la direcția inițială de propagare a unui anumit unghi, și totul.

Folosirea fenomenului de interferență în practică

Oportunități pentru a obține beneficii practice de acest fenomen pur teoretic foarte mult. Aici, doar cele mai importante sunt enumerate:

1. Investigarea calității de cristal. Cu greu mai sus am vorbit despre asta.
2. Identificarea erorilor de lentile. Adesea, acestea trebuie să fie măcinate într-o formă sferică perfectă. Prezența oricăror defecte detectate cu precizie prin utilizarea fenomenului de interferență.
3. Determinarea grosimii filmului. În unele tipuri de producție inseamna mult o grosime constantă a filmului, cum ar fi din material plastic. Acesta permite de a determina calitatea este fenomenul de interferență cu difracție.
4. optica de iluminare. Ochelari, lentile de camere si microscoape sunt acoperite cu o peliculă subțire. Astfel, undele electromagnetice de o anumită lungime și un înregistrate suprapus peste ei înșiși, reducând interferența. Cel mai adesea, iluminarea se află în partea verde a spectrului optic, deoarece această zonă a ochiului uman vede cel mai bine.
5. explorare spațială. Cunoscând legile de interferență, astronomii sunt capabili să se separe spectrul de două stele apropiate și de a determina compoziția și distanța acestora față de Pământ.
6. Studii teoretice. Odată ce utilizarea fenomenului interferență ar putea dovedi natura val de particule elementare, cum ar fi electroni și protoni. Această ipoteză a fost confirmată de dualitatea undă-particulă a microcosmos și începutul erei cuantice.

Speram la acest articol cunoștințele de superpoziției coerente (emise de sursele care au o diferență de fază constantă și aceeași frecvență) valuri foarte mult îmbunătățite. Acest fenomen se numește interferență.