Који су услови за максимално и минимално ометање?

Данас ћемо говорити о стању максималне и минималне интерференције. Више детаља о некретнинама електромагнетни таласи и њихове последице.

Победа и пораз

Свака особа има талас вјероватноће. Живот представља нешто пријатно, а затим непријатна изненађења. Многи мисле да су само неуспјеси случајни, али нису. И наравно, постоје периоди када је буквално све могуће, или, обрнуто, у сваком животу долази блацк стрипе. Али чешће, успјеси у једној области су попраћени уобичајеним путем у другима.

Ако замислите сваку важну компоненту живота особе као талас, онда су моменти највишег узлета сумација свих позитивних вибрација, а најтежи периоди су сви негативни.

Нажалост, не могу се израчунати услови максималне и минималне интерференције таласа људске судбине. Али за осцилације физичког света таква формула постоји.

Светлост и Невтон

Природа светлости је увек заинтересовала човечанство. Чак и без да смо стварно научили како да разумемо како визија делује, људи су већ знали: када уђу у воду, светлост се ломи; Ударање у препреку даје сенке. Први експерименти су показали да сунчеве зраке имају својства вала.

Њутн је најпознатији као проналазач закона закона. Али он је био научник са много ширим интересима. Укључујући и Невтон означио је почетак модерне оптике. Он је дао низ неповезаних чињеница елегантним и витким математичким дизајном. Између осталог, научник је рекао: ако ставите сочиво на стаклену плочу са конвексном страном надоле, а затим осветлите структуру, онда ће излаз бити "пругаста" концентрична слика. Само одређена периодичност светлости могла би објаснити ову чињеницу. Услови максимума и минимума интерференције светлосних таласа још увек нису постојали, али је изведен закон односа између закривљености леће и растојања између светлосног и тамног прстена.

Лопта и фотон

Касније су експерименти руског научника Лебедева показали: фотони имају импулс. Шта је директно имплицирало њихову масу. Дакле, кванти светлости се могу назвати честице. У том случају, било који директоријум ће вам рећи да је њихова маса одмора једнака нули.

Пре него што се приближимо стању максималне и минималне интерференције светлости, прво се бавимо масом фотона.

Фотон - квант електромагнетног поља. Дакле, он је недјељив. Док се креће, само екстремни услови могу одузети нешто његове енергије. У исто време, када наиђе на препреку или други фотон, честица се понаша као талас. Долази до преламања, распршења, интерференције или дифракције.

Пример таквог дуализма је летећа метална лопта. Има два својства: округли је и има извјесну кинетичка енергија. Ако се лопта судари са зидом, он ће јој дати енергију ударца, и он ће пасти. Ово је аналогно присуству фотонске масе.

Док метална кугла лети, задржава округли облик. Ако се догоди догађај због којег лопта губи део масе, онда:

• он ће изгубити сферичност;
• он ће очигледно престати летети у оригиналном правцу.

Последњи пример показује да је фотон квант, недељива компонента електромагнетног поља.

Вода и фотон

Стање максимума и минимума сметње светлости на прорезу или сочиву такође подразумева да су беле пруге двоструко интензивније од упадне светлости. То се дешава зато што фотон може да преноси енергију на друге објекте.

Ако квант светлости апсорбује кристал, онда ова решетка добија могућност да потпуно искористи вишак енергије. А фотон губи и масу и суштину.

Пример је вода која затвара цемент. Радник додаје сто милилитара воде на три килограма суве компоненте. Када се смеша осуши, добија се јак композит. Она се разликује од великих и влажних компоненти.

Ово је резултат хемијске реакције. Под дејством воде која се налази у праху, калцијум формира кристалне хидрате - јаке супстанце. Они дају јачину готовог производа. У својој структури садрже Х ₂ О молекуле, тако да је мека и текућа вода главна компонента чврстоће цемента!

Тако је и фотон: он постаје део супстанце, мењајући своја својства.

Фотон и море

Ова два објекта различитих величина имају једну заједничку ствар - таласе. У случају интерференције, услови максималног и минималног интензитета зависе од својстава која се јављају у једној тачки у простору осцилација. Ево главних карактеристика таласа:

1. Ленгтх Дефинише се као раздаљина између две идентичне фазе. Најјасније се мери између два максимума или падова. Међутим, може се замислити и колико је удвостручена удаљеност између тачака у којима вал пролази 0. Означава се грчким словом λ.
2. Фрекуенци Овај износ таласне дужине који се у потпуности уклапају у јединицу времена. То значи да фреквенција зависи од λ. Вредност је означена као ν.
3. Период Ово је време које је потребно да талас пређе из једног максимума у ​​други. Означава се латиничним словом Т.
4. Амплитуда. То је "висина" успона и "дубина" падова. Између осталог, амплитуда одређује интензитет светлости. Ова вредност је директно повезана са појавом трака током интерференције. Означава се као А и је функција времена.
5. Фаза. То је тачка таласа који долази на одређено место у простору. Фаза може бити максимум, минимум, неки тренутак спуштања или подизања вала. Означава се грчким словом φ. Овај концепт није важан за једну осцилацију, али је важан у интеракцији два кванта светлости. Зависи од тога које фазе се таласи сусрећу, и то зависи од тога да ли ће у овом тренутку бити максимум или минимум. Разлика фаза је означена као Δ.

Дали смо сва потребна објашњења, време је да кажемо који су услови максимума и минимума за интерференцију.

Искуство и бендови

Класични експеримент интерференције је веома једноставан. Монокроматско зрачење пада окомито на уски прорез. Простор иза рупе је неједнако осветљен. Добијене су траке јарке светлости, које су међусобно одвојене тамним подручјима.

Интерференција на прорезу је резултат дифракције. Кванти електромагнетног зрачења након отварања пролазе не само у истом правцу као и изворно, већ се и савијају око руба препреке. У исто време, нека два таласа се сусрећу у једној тачки у простору са максимумима, а неки се налазе у антифази. Ово је логичан закључак стања максималне и минималне сметње. Ти таласи који се сусрећу са другим фазним разликама формирају области средњег осветљења.

Максимална, минимална ... формула!

Сада је време да покажемо како ће ти услови изгледати математички.

Дакле, да би добили светли појас, потребно је да фазна разлика у тачки буде цео број таласа. То је, φφ = 2πм, где је м било који цео број.

Појава тамне траке је могућа ако је фазна разлика полу-целобројни број таласа. Ово је изражено као φφ = (2м + 1) π.

Изрази „целобројни број таласа“, „полу-целобројни број таласа“ могу изгледати застрашујуће. Не очајавај, једноставно је.

Косинус и светло

Морамо запамтити школску математику и доставити косинусни графикон. У почетном тренутку талас има максималну вредност. Затим пада и достигне минимум на π / 2. Тада се вал повећава и враћа се на максимум при вредности π. Круг је затворен. Ако два максимума треба да дођу до једне тачке, неопходно је да разлика између фаза таласа буде једнака једном или неколико π. Тада ће се једна "грба" преклопити са другом и као резултат добити ћете белу траку. Кванти светлости гасе један другог ако се максимум формира са минимумом. Као резултат, интензитет ће бити нула. За то, максимум (на 0, π, 2π, 3π, итд.) Мора да задовољи минимум (π / 2, 3π / 2, итд.).

Промена стања

Надамо се, сада је јасно, под којим околностима ће се посматрати минимум, и под којим околностима - максимално ометање. Ако је некоме интересантно да стави искуство са интерференцијом светла на прорез, онда вам кажем шта се у њему може променити:

1. Светлост усмерена на прорез из другог угла ће утицати на резултат.
2. Осветљеност извора ће променити шему обрасца интерференције.
3. Мобилност ивица рупе јасно показује разлику у току зрака.
4. Бела светлост ће пружити прилику да се посматра не само промена интензитета, већ и разлика у таласним дужинама.

Експериментатори треба да запамте да је искуство увек грешка. Немојте се узнемиравати ако се слика сметњи не појави први пут. Промена услова искуства наградиће демонстрацију занимљивог физичког феномена.

Подсећамо: да бисмо разумели феномен интерференције, морамо имати развијену просторну имагинацију, добро је замислити графикон синусног или косинусног, и још увек се не плашити најједноставнијих математичких манипулација.