Концепции современного естествознания. Физика для гуманитариев. Котликов Е.Н. - 107 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

107
þò îãèáàíèå âîëíàìè ïðåïÿòñòâèÿ è èõ çàõîæäåíèå â îáëàñòü ãåî-
ìåòðè÷åñêîé òåíè. Ïðåäñòàâèì ñåáå ñëåäóþùóþ ñèòóàöèþ. Ó íàñ åñòü
çàêðûòàÿ êîìíàòà, â îäíîé èç ñòåí êîòîðîé åñòü îêíî. Íàïðîòèâ
ñòåíû ñ îêíîì ñòîèò ñòðåëîê è ñòðåëÿåò â íåãî. Åñòåñòâåííî, åñëè
ïóëè íå ðèêîøåòÿò, âñå îíè ïîïàäóò â ñòåíêó çà îêíîì è íèêîãäà íå
äîñòèãíóò áîêîâûõ ñòåí. Åñëè ìû ðàññìàòðèâàåì äâèæåíèå ìàòåðè-
àëüíûõ òåë, òî ýòè òåëà (â îòñóòñòâèå ñèëîâûõ âîçäåéñòâèé) â
ñîîòâåòñòâèè ñ ïåðâûì çàêîíîì Íüþòîíà äâèãàþòñÿ ïðÿìîëèíåéíî.
Åñëè íà èõ ïóòè âñòðå÷àþòñÿ ïðåïÿòñòâèÿ, òåëà íå îãèáàþò èõ.
Ïî-èíîìó âåäóò ñåáÿ âîëíû. Âîëíà åñòü ïðîöåññ ðàñïðîñòðàíåíèÿ
êîëåáàíèé â ïðîñòðàíñòâå. Åñëè â êàêîé-òî òî÷êå óïðóãîé ñðåäû
âîçíèêíóò êîëåáàíèÿ, òî îíè çà ñ÷åò óïðóãîñòè ñðåäû ïåðåäàäóòñÿ â
îêðåñòíûå òî÷êè, ò. å. âîçíèêíåò ñôåðè÷åñêàÿ âîëíà. Êàê áóäåò ðàñ-
ïðîñòðàíÿòüñÿ â ïðîñòðàíñòâå âîëíà ñ ïðîèçâîëüíûì ôðîíòîì? Îò-
âåò íà ýòîò âîïðîñ äàë â XVII âåêå Õ. Ãþéãåíñ (1629–1695), ñôîð-
ìóëèðîâàâ ïðèíöèï, íàçâàííûé åãî èìåíåì. Ãþéãåíñ ïðåäëîæèë ñ÷è-
òàòü êàæäóþ òî÷êó ôðîíòà âîëíû èñòî÷íèêîì ñôåðè÷åñêèõ âîëí. Çà
âðåìÿ t ñôåðè÷åñêèå âîëíû ðàñïðîñòðàíÿòñÿ íà íåêîòîðîå ðàññòî-
ÿíèå. Íîâûì ôðîíòîì âîëíû ÷åðåç âðåìÿ t áóäåò îãèáàþùàÿ ýòèõ
ñôåðè÷åñêèõ ôðîíòîâ.
Ðàññìîòðèì äâà ïðèìåðà, èëëþñòðèðóþùèõ ïðèíöèï Ãþéãåíñà.
Íà ðèñ. 16.4 ïîêàçàíî ïðîõîæäåíèå ïëîñêîé âîëíû ÷åðåç îòâåðñòèå
íåáîëüøîãî ðàçìåðà, ñîèçìåðèìîãî ñ äëèíîé âîëíû. Ñëåâà íà îòâåð-
ñòèå ïàäàåò ïëîñêàÿ âîëíà. Êàêîé îíà ñòàíåò ïîñëå ïðîõîæäåíèÿ
îòâåðñòèÿ? Ðàçîáüåì îòâåðñòèå íà çîíû ðàçìåðàìè ïîðÿäêà äëèíû
Ðèñ. 16.4