Колебания и волны. Алешкевич В.А - 116 стр.

Ëåêöèÿ 5                                                                      115
òåëüíî. Îäíàêî îñòàåòñÿ âîçìîæíîñòü ñðàâíèòü àìïëèòóäû âîëí, äîñòèãàþùèõ îáîèõ
óøåé, è òåì ñàìûì îïðåäåëèòü óãîë α .


        Èíòåðôåðåíöèÿ âîëí.  ïðåäûäóùåé ëåêöèè ìû ïîëó÷èëè óðàâíåíèå ñòîÿ÷åé
âîëíû (4.34), îïèñûâàþùåå êîëåáàíèÿ øíóðà (èëè èíîé ñðåäû), ïî êîòîðîìó íàâñòðå÷ó
äðóã äðóãó ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ äâå ãàðìîíè÷åñêèå âîëíû îäèíàêîâîé ÷àñòîòû ω è àìï-
ëèòóäû s 0 . Â ðåçóëüòàòå íàëîæåíèÿ âîëí ïðîèñõîäèò ïåðåðàñïðåäåëåíèå â ïðîñòðàíñòâå
îáúåìíîé ïëîòíîñòè ýíåðãèè êîëåáàíèé.  óçëàõ, ãäå âîëíû âñòðå÷àþòñÿ â ïðîòèâîôàçå,
ýòà ýíåðãèÿ ðàâíà íóëþ.  ïó÷íîñòÿõ, íàïðîòèâ, âîëíû ñêëàäûâàþòñÿ â ôàçå, è ýíåðãèÿ
ìàêñèìàëüíà. ßâëåíèå íàëîæåíèÿ âîëí, ïðèâîäÿùåå ê ïåðåðàñïðåäåëåíèþ â ïðîñòðàí-
ñòâå îáúåìíîé ïëîòíîñòè ýíåðãèè êîëåáàíèé, íîñèò íàçâàíèå èíòåðôåðåíöèè.
         Èíòåðôåðåíöèÿ ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç ôóíäàìåíòàëüíûõ ÿâëåíèé, ïðèñóùèõ âîë-
íàì ðàçëè÷íîé ïðèðîäû (àêóñòè÷åñêèì, ýëåêòðîìàãíèòíûì, âîëíàì íà ïîâåðõíîñòè
æèäêîñòè, ïëàçìåííûì âîëíàì è äð.). Îíà áûëà õîðîøî èçâåñòíà åùå âî âðåìåíà Íüþ-
òîíà, êîòîðûé îñóùåñòâèë çàìå÷àòåëüíûé îïûò, ïðèâåäøèé ê îòêðûòèþ çàêîíîìåðíîñ-
òåé èíòåðôåðåíöèîííîé êàðòèíû è ïîëó÷èâøèé íàçâàíèå «êîëüöà Íüþòîíà». Ýòè çàêî-
íîìåðíîñòè ëåãêî ïðîñëåæèâàþòñÿ â îïûòàõ ïî èíòåðôåðåíöèè êàïèëëÿðíûõ âîëí íà
ïîâåðõíîñòè æèäêîñòè.  ñëåäóþùåé ëåêöèè äàåòñÿ îïèñàíèå õàðàêòåðà äâèæåíèÿ ÷àñ-
òèö æèäêîñòè â òàêèõ âîëíàõ è óñòàíàâëèâàåòñÿ ñâÿçü ìåæäó ÷àñòîòîé, äëèíîé âîëíû è
ñêîðîñòüþ åå ðàñïðîñòðàíåíèÿ.
       Îäèí èç òàêèõ îïûòîâ âûãëÿäèò ñëåäóþùèì îáðàçîì (ðèñ. 5.21). Â íåãëóáîêóþ
êþâåòó Ê ñ áîëüøîé ïëîùàäüþ îñíîâàíèÿ íàëèâàþò âîäó. Âîëíû íà åå ïîâåðõíîñòè
âîçáóæäàþò ñ ïîìîùüþ âèáðàòîðà Â, ïðèâîäÿùåãî â ïåðèîäè÷åñêîå äâèæåíèå äâà ìà-
ëåíüêèõ øàðèêà Î1 è Î2, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ òî÷å÷íûìè èñòî÷íèêàìè âîëí. Ýòè øàðèêè
ñëåãêà ïîãðóæåíû â âîäó è ñîâåðøàþò ñèíõðîííûå êîëåáàíèÿ ñ ÷àñòîòîé ν ~ 10 2 Ãö â
íàïðàâëåíèè, ïåðïåíäèêóëÿðíîì ïîâåðõíîñòè âîäû. Îò êàæäîãî èç òî÷å÷íûõ èñòî÷íè-
êîâ ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ âîëíà ñ äëèíîé λ ~ 3 ìì è ñêîðîñòüþ ñ ~ 40 ñì/ñ. Ãðåáíè ýòèõ
âîëí â ôèêñèðîâàííûé ìîìåíò âðåìåíè èçîáðàæåíû íà ðèñóíêå ïóíêòèðîì. Â ðåçóëüòà-
òå íàëîæåíèÿ âîëí îáðàçóåòñÿ èíòåðôåðåíöèîííàÿ êàðòèíà, êîòîðóþ óäîáíî íàáëþäàòü
â ñòðîáîñêîïè÷åñêîì îñâåùåíèè (îñâå-
ùàÿ åå âñïûøêàìè ñâåòà, ñëåäóþùèìè                                           Ì
òàêæå ñ ÷àñòîòîé ν ~ 10 2 Ãö). Ïðè òà-
                                                                  r1
êîì îñâåùåíèè âîëíû áóäóò êàçàòüñÿ                      Î1
                                           Â
ïðàêòè÷åñêè íåïîäâèæíûìè.
                                                                 r2
        Íàèáîëåå ñèëüíûå âîçìóùå-
                                                        Î2
íèÿ ïîâåðõíîñòè áóäóò íàáëþäàòüñÿ â
òåõ ìåñòàõ, ãäå âîëíû ñêëàäûâàþòñÿ â
ôàçå. Ãîâîðÿò, ÷òî çäåñü ðàñïîëàãàþò-
ñÿ èíòåðôåðåíöèîííûå ìàêñèìóìû.                        K
                                                         Ðèñ. 5.21.