Інтерференція хвиль: визначення

Інтерференція хвиль (від лат. inter — взаємно, між собою і ferio — ударяю, вражаю) — взаємне посилення чи послаблення двох (або більшої кількості) хвиль при їх накладенні один на одного при одночасному поширенні в просторі.

Зазвичай під інтерференційним ефектом розуміють той факт, що результуюча інтенсивність в одних точках простору виходить більше, в інших — менше сумарної інтенсивності хвиль.

Інтерференція хвиль — одне з основних властивостей хвиль будь-якої природи: пружних, електромагнітних, у тому числі і світлових, та ін.

Інтерференція механічних хвиль.

Складання механічних хвиль — їх взаємне накладення — найпростіше спостерігати на поверхні води. Якщо порушити дві хвилі, кинувши у воду два камені, то кожна з цих хвиль веде себе так, як ніби інший хвилі не існує. Аналогічно ведуть себе звукові хвилі від різних незалежних джерел. У кожній точці середовища коливання, викликані хвилями, просто складаються. Результуюче зміщення будь-якої частинки середовища являє собою алгебраїчну суму зміщень, які відбувалися при поширенні однієї з хвиль у відсутність іншого.

Якщо одночасно в двох точках О1 і О2 порушити у воді дві когерентні гармонійні хвилі, то будуть спостерігатися гребені і западини на поверхні води, не змінюються з часом, тобто виникне інтерференція.

Умовою виникнення максимуму інтенсивності в деякій точці М, що знаходиться на відстані d1 і d2 від джерел хвиль О1 і О2, відстань між якими l ≪ d1 і l ≪ d2 (рис. нижче), буде:

Δd = kλ,

де k = 0, 1, 2, а λ — довжина хвилі.

Звук звукові хвилі Інтерференція хвиль

Амплітуда коливань середовища в даній точці максимальна, якщо різниця ходу двох хвиль, що збуджують коливання в цій точці, дорівнює цілому числу довжин хвиль і за умови, що фази коливань двох джерел збігаються.

Під різницею ходу Δd тут розуміють геометричну різницю шляхів, які проходять хвилі від двох джерел до розглянутої точки: Δd = d2 – d1. При різниці ходу Δd = kλ різниця фаз двох хвиль дорівнює парним числом π, і амплітуди коливань будуть складатися.

Умовою мінімуму є:

Δd = (2k + 1)λ/2.

Амплітуда коливань середовища в даній точці мінімальна, якщо різниця ходу двох хвиль, що збуджують коливання в цій точці, дорівнює непарному числу півхвиль і за умови, що фази коливань двох джерел збігаються.

Різниця фаз хвиль в цьому випадку дорівнює непарному числу π, тобто коливання відбуваються в протифазі, отже, гасяться; амплітуда результуючого коливання дорівнює нулю.

Посилання на основну публікацію