УСТОЙЧИВА ЛИ КАРТИНА ИНТЕРФЕРЕНЦИИ?
Будет ли картина взаимодействия волн устойчивой? Или она каждое мгновение будет заменяться другой? Этот вопрос очень важен, как будет ясно в дальнейшем.
Проследим за некоторой точкой на поверхности воды, по которой расходятся две череды волн. Пусть в этой точке плавает пробка. Мыслимы три Случая. Под влиянием двух одновременно действующих последовательностей волн пробка будет либо находиться в покое, либо колебаться, либо попеременно то покоиться, то колебаться. Что же происходит в действительности?
На рис. 6,Л крестиками нарисована волна одной череды, а пунктиром — волна другой череды. Это — случай, когда гребень одной волны попадает на впадину другой, и наша пробка будет покоиться. На рис. 6,Б гребень волны одной череды совпадает с гребнем волны другой череды (а впадина со впадиной). В результате пробка будет колебаться с двойным размахом (сплошная линия). Все промежуточные случаи — это случаи нерегулярных («несинусоидальных») колебаний с промежуточными амплитудами.
В нашем случае оба источника порождают волны так, что вершины гребней (или низшие точки впадин) появляются одновременно. И расходятся эти болны от источников с одинаковой скоростью.
|
Рис. 6. Сложение волновых колебаний. На рис. 6,Л разность хода волн равна Х/2, на рис. 6 ,Б — нулю. Жирная линия — результатсложения колебаний. |
Пусть пробка лежит на одинаковых расстояниях от обоих источников. Тогда гребни волн той и другой череды будут доходить до неё одновременно, и она будет колебаться с удвоенной амплитудой. Если удалить один из источников на одну, две, три, словом, на целое число длин волн, то и гребни и впадины останутся на своих местах. Следовательно, удвоение амплитуды волн будет наблюдаться во всех точках, для которых «разность хода волны» (т. е. разность расстояний, которые проходят различные волны от источников) равна нулю либо составляет целое число длин волн.
Если разность хода составляет половину длины волны или целое число с половиной, то гребень одной волны будет всегда совпадать со впадиной другой — волны погасят друг друга. В промежуточных случаях будут происходить колебания с амплитудами, промежуточными между нулевой и удвоенной.
Итак, результат интерференции в любой точке определяется только разностью хода волн от источников до этой точки. А разность хода волн со временем не меняется, если источники неподвижны. Следовательно, картина интерференции в целом будет устойчивой. Её нетрудно изучать, а из этого изучения делать необходимые выводы.
