Концепции современного естествознания. Физика для гуманитариев. Котликов Е.Н. - 108 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

108
âîëíû. Êàæäàÿ òàêàÿ çîíà ìîæåò ðàññìàòðèâàòüñÿ êàê èñòî÷íèê
ñôåðè÷åñêèõ âîëí.
Ïóñòü çà âðåìÿ t ñôåðè÷åñêàÿ âîëíà ðàñïðîñòðàíèòñÿ íà ðàñ-
ñòîÿíèå r, êàê ýòî ïîêàçàíî íà ðèñóíêå. Îãèáàþùàÿ ñôåðè÷åñêèõ
âîëí óæå íå áóäåò ïëîñêîé âîëíîé. Ïðîäîëæèì ýòîò ïðîöåññ. Åñëè
âçÿòü äîñòàòî÷íî áîëüøîé ïðîìåæóòîê âðåìåíè t, ò. å. ðàññìàòðè-
âàòü âîëíîâûå ïîâåðõíîñòè íà áîëüøîì ïî ñðàâíåíèþ ñ ðàçìåðàìè
îòâåðñòèÿ ðàññòîÿíèè, òî ïðîøåäøàÿ ÷åðåç íåãî ïëîñêàÿ âîëíà ïðå-
âðàòèòñÿ â ñôåðè÷åñêóþ âîëíó. Âîëíà çà îòâåðñòèåì áóäåò ðàñïðîñ-
òðàíÿòüñÿ âî âñå ñòîðîíû, â òîì ÷èñëå è â îáëàñòü ãåîìåòðè÷åñêîé
òåíè.
Ðàññìîòðèì äðóãîé ïðèìåð, èëëþñòðèðóþùèé ïðèíöèï Ãþéãåí-
ñà. Ïóñòü ïëîñêàÿ âîëíà ïàäàåò íà ãðàíèöó ðàçäåëà ñðåä (1) è (2),
êàê ýòî ïîêàçàíî íà ðèñ. 16.5. Óãîë ïàäåíèÿ îáîçíà÷èì ÷åðåç ϕ
1
.
Ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû â ïåðâîé ñðåäå ðàâíà v
1
, âî âòîðîé
v
2
. Íàéäåì, ïîä êàêèì óãëîì ϕ
2
áóäåò ðàñïðîñòðàíÿòüñÿ âîëíà âî
âòîðîé ñðåäå.
 ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèíöèïîì Ãþéãåíñà êàæäóþ òî÷êó íà ãðàíèöå
äâóõ ñðåä ìû ìîæåì ñ÷èòàòü èñòî÷íèêîì âòîðè÷íûõ ñôåðè÷åñêèõ
âîëí. Ñèñòåìà ñèììåòðè÷íà è íàì äîñòàòî÷íî âçÿòü äâå òî÷êè: À è
Â, êîòîðûå îãðàíè÷èâàþò ôðîíò ïàäàþùåé âîëíû. Ïðîâåäåì èç òî÷-
êè À ïðÿìóþ, ïåðïåíäèêóëÿðíóþ íàïðàâëåíèþ ðàñïðîñòðàíåíèÿ
ôðîíòà âîëíû AC. Ýòà ïðÿìàÿ ñîâïàäàåò ñ ôðîíòîì âîëíû â ìîìåíò
âðåìåíè t
0
.
Ôðîíò âîëíû äîñòèãíåò òî÷êè À â ìîìåíò âðåìåíè t
0
. Òî÷êà Ñ
ôðîíòà âîëíû äîñòèãíåò òî÷êè B â ìîìåíò âðåìåíè t. Âðåìÿ tt
0
=
v
1
v
2
A
B
C
D
Ðèñ. 16.5