Interferência de ondas

Entre os fenômenos característicos dos processos de onda, está a interferência das ondas, que consiste no fato de que quando duas ondas são sobrepostas, a amplificação e a atenuação das oscilações podem ocorrer.

Para se familiarizar com esse fenômeno, vamos considerar o que acontece se ondas do mesmo comprimento chegarem a um certo ponto do espaço.

Observamos esse fenômeno no exemplo das ondas,espalhando-se na superfície da água. Nós continuamente criaremos ondas em sua superfície em dois pontos. Para fazer isso, nas imediações da superfície da água, colocamos as extremidades de dois fios presos a uma placa de metal elástica. Quando a placa vibra, as extremidades dos fios mergulham periodicamente na água e excitam as oscilações que se propagam na forma de ondas de igual comprimento ao longo de sua superfície. Cada um dos fios excita seu próprio sistema de ondas. Dois sistemas de ondas, sobrepostos uns aos outros, interagirão e, portanto, a interferência das ondas ocorrerá.

É importante que dois sistemas de ondassão coordenadas, isto é, que ao mesmo comprimento saem dos centros de oscilação em fases idênticas, ou se são deslocadas em fase se surgirem (por exemplo, originaram-se em fases opostas), então a mudança de fase com o tempo não deve mudar. Tais ondas são chamadas coerentes. Neste experimento, a coerência é assegurada pelo fato de que ambas as extremidades do arame tocam periodicamente a superfície da água simultaneamente - as ondas deixam os centros de vibração nas mesmas fases.

Vamos construir uma superposição de dois sistemasondas coerentes. Os círculos a cheio indicam as cristas anulares de ondas que se propagam ao longo da superfície da água a partir das fontes, e a linha a tracejado - depressão. Os pontos onde existam ondas de ambos os sistemas nas mesmas fases com uma cavidade oca e uma crista com uma crista, - oscilações pontos ampliados (maxima). Os pontos de oscilações enfraquecidas (mínimos) estão localizados em lugares onde a depressão de uma onda encontra a crista de outra. Na presença de coerência de ondas, o padrão de alternância de máximos e mínimos será estável. Na verdade, se você está atualmente em algum momento se encontram, pentear com um pente, em seguida, depois de meio período no mesmo encontro com uma cavidade oca, e depois de meio período novamente o pente com um pente, etc., ou seja, Neste ponto, haverá um máximo de oscilações o tempo todo. Tal mudança nos mínimos e máximos das amplitudes de oscilação é chamada de padrão de interferência. E o fenômeno da superposição de ondas, que forma um padrão de interferência, é chamado de interferência das ondas.

Para abordar a questão de quais fasesvai se encontrar em um determinado ponto de ondas interferentes, você precisa levar em conta a diferença em seu curso. É o suficiente para contar o número de ondas do respectivo sistema, arrumadas em uma distância entre o ponto de interesse de altos e baixos e os centros de oscilação. Veremos que os máximos estão naqueles pontos que são, ou estão em distâncias iguais de ambos os centros, ou nos pontos em que a diferença de caminho corresponde a um número par de meias-ondas, enquanto os mínimos - um número ímpar.

Usando o exemplo deste experimento, consideramos tal fenômeno como a interferência de ondas mecânicas.

No entanto, o fenômeno da interferência é inerenteNão só as ondas que ocorrem na superfície da água, mas também todos os tipos de ondas, acústica, electromagnéticos ou outras. Portanto, se a luz tem propriedades de onda, em seguida, a sobreposição das duas vigas que ocorra interferência de ondas de luz.

Fontes que emitem tais ondas são chamadas coerentes. Na óptica, fontes coerentes só podem ser criadas artificialmente.

Não deve ser esquecido que a interferência das ondas(qualquer, incluindo a luz) aparece apenas quando as ondas que interagem têm a mesma frequência e uma mudança de fase independente do tempo em qualquer ponto.