Механика. Щербаченко Л.А. - 205 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

205
отличаются по амплитуде обе волны, пришедшие в данную точку. Поэтому
отчетливая интерференционная картина будет наблюдаться только вблизи
прямой, проходящей посередине между источниками. При удалении от этой
прямой интерференционная картина становится все менее и менее резкой.
Отчетливо видны только средний максимум и несколько соседних с ним мак-
симумов и минимумов.
Рассмотренная нами картина будет наблюдаться, если оба источника
создают волны одинаковой частоты и с постоянным сдвигом фаз у
источников. Для упрощения мы считали этот сдвиг равным нулю, но это
несущественно, важно лишь, чтобы он был постоянным. Только при этом
условии каждой точке пространства соответствует вполне определенный и
постоянный сдвиг фаз между обеими пришедшими волнами. Если сдвиг фаз
между источниками не будет оставаться постоянным, то с изменением сдвига
фаз будет изменяться и вся картина. Когда сдвиг фаз между волнами в каждой
точке проходит через все значения от 0 до
π
, положения максимумов и
минимумов смещаются в пространстве настолько, что максимумы и
минимумы будут меняться местами. Если к тому же сдвиг фаз изменяется
быстро, то вся картина размывается и даже кратковременно
интерференционную картину наблюдать не удастся.
Таким образом, от двух источников можно
наблюдать неподвижную интерференционную
картину только при условии, что сдвиг фаз между
ними длительно остается постоянным. Для этого, как
мы убедились, не только частоты волн, излучаемых
обоими источниками, должны совпадать, но не
должно происходить никаких изменений в
разности фаз волн, приходящих в каждую точку от
обоих источников. Источники, удовлетворяющие
этим условиям, называются когерентными. Обеспечить когерентность
двух источников можно различными способами. Наиболее простым
способом является получение двух волн от одного и того же источника.
Все рассмотренные ранее случаи интерференции падающих и
отраженных волн относились к этому случаю: когерентность обеспе-
чивалась тем, что падающая и отраженная волны происходят от одного
источника. Для того чтобы получить интерференцию волн, исходящих от
двух различных источников, должны быть приняты специальные меры,
обеспечивающие когерентность этих источников; например, для
обеспечения когерентности двух источников, дающих картину
интерференции, изображенную на рис. 11, оба шарика, служащие
источниками круговых волн, укреплены на одном вибраторе.
Картина интерференции от двух точечных источников изменяется
при изменении расстояния между источниками
1
O и
2
O (рис. 10). Так
как для любых двух соседних максимумов или минимумов разность
хода от двух источников должна различаться на
λ
, то расстояние между
двумя соседними максимумами (или минимумами), отсчитанное вдоль
Рис. 11
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
            отличаются по амплитуде обе волны, пришедшие в данную точку. Поэтому
            отчетливая интерференционная картина будет наблюдаться только вблизи
            прямой, проходящей посередине между источниками. При удалении от этой
            прямой интерференционная картина становится все менее и менее резкой.
            Отчетливо видны только средний максимум и несколько соседних с ним мак-
            симумов и минимумов.
                  Рассмотренная нами картина будет наблюдаться, если оба источника
            создают волны одинаковой частоты и с постоянным сдвигом фаз у
            источников. Для упрощения мы считали этот сдвиг равным нулю, но это
            несущественно, важно лишь, чтобы он был постоянным. Только при этом
            условии каждой точке пространства соответствует вполне определенный и
            постоянный сдвиг фаз между обеими пришедшими волнами. Если сдвиг фаз
            между источниками не будет оставаться постоянным, то с изменением сдвига
            фаз будет изменяться и вся картина. Когда сдвиг фаз между волнами в каждой
            точке проходит через все значения от 0 до π , положения максимумов и
            минимумов смещаются в пространстве настолько, что максимумы и
            минимумы будут меняться местами. Если к тому же сдвиг фаз изменяется
            быстро, то вся картина размывается и даже кратковременно
            интерференционную картину наблюдать не удастся.
                                      Таким образом, от двух источников можно
                                наблюдать      неподвижную       интерференционную
                                картину только при условии, что сдвиг фаз между
                                ними длительно остается постоянным. Для этого, как
                                мы убедились, не только частоты волн, излучаемых
                                обоими источниками, должны совпадать, но не
                                должно происходить никаких изменений в
                                разности фаз волн, приходящих в каждую точку от
                   Рис. 11
                                обоих источников. Источники, удовлетворяющие
            этим условиям, называются когерентными. Обеспечить когерентность
            двух источников можно различными способами. Наиболее простым
            способом является получение двух волн от одного и того же источника.
            Все рассмотренные ранее случаи интерференции падающих и
            отраженных волн относились к этому случаю: когерентность обеспе-
            чивалась тем, что падающая и отраженная волны происходят от одного
            источника. Для того чтобы получить интерференцию волн, исходящих от
            двух различных источников, должны быть приняты специальные меры,
            обеспечивающие когерентность этих источников; например, для
            обеспечения когерентности двух источников, дающих картину
            интерференции, изображенную на рис. 11, оба шарика, служащие
            источниками круговых волн, укреплены на одном вибраторе.
                  Картина интерференции от двух точечных источников изменяется
            при изменении расстояния между источниками O1 и O2 (рис. 10). Так
            как для любых двух соседних максимумов или минимумов разность
            хода от двух источников должна различаться на λ , то расстояние между
            двумя соседними максимумами (или минимумами), отсчитанное вдоль
                                                                                   205

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com