تداخل الأمواج

ومن بين الظواهر المميزة لعمليات الموجة تداخل الموجات، الذي يتكون من حقيقة أنه عندما يتم فرض موجتين، يمكن أن يحدث تضخيم وتوهين للتذبذبات.

ولكي نتعرف على هذه الظاهرة، فلننظر فيما يحدث إذا وصلت موجات من نفس الطول إلى نقطة معينة في الفضاء.

نلاحظ هذه الظاهرة باستخدام مثال الموجات التي تنتشر على سطح الماء. سنقوم باستمرار خلق موجات على سطحه في نقطتين. للقيام بذلك، في المنطقة المجاورة مباشرة من سطح الماء نضع نهايات أسلاك اثنين تعلق على لوحة معدنية مرنة. عندما يهتز لوحة، ونهايات الأسلاك الغوص بشكل دوري في الماء، وتذبذب تثير التي تنتشر في شكل موجات متساوية طول على طول سطحه. كل من الأسلاك يثير نظامها الخاص من الأمواج. اثنين من أنظمة الموجة، فرضه على بعضها البعض، وسوف تتفاعل، وبالتالي تدخل من موجات سوف تحدث.

ومن المهم أن تتطابق أنظمة الموجتين، أي أنهما في نفس الوقت يغادران مراكز الاهتزاز في نفس المراحل، أو إذا تحولت طور (على سبيل المثال، ظهرت في مراحل متعاكسة، على سبيل المثال)، ثم تحول الطور بمرور الوقت يجب ألا تتغير. وتسمى هذه الموجات متماسكة. في هذه التجربة، يتم ضمان التماسك من قبل حقيقة أن كلا طرفي السلك تلمس بشكل دوري سطح الماء في وقت واحد - موجات ترك مراكز الاهتزاز في نفس المراحل.

دعونا نبني تراكب نظامين من موجات متماسكة. دوائر صلبة تدل على موجات موجات حلقة تنتشر على طول سطح الماء من المصادر، والخطوط المنقطة هي المنخفضات. النقاط التي تجتمع فيها موجات النظامين في نفس المراحل، والاكتئاب مع الاكتئاب والذروة مع القمة، هي نقاط التذبذبات تضخيم (ماكسيما). وتقع نقاط التذبذب الضعيف (الحد الأدنى) في الأماكن التي يلتقي فيها الاكتئاب بموجة واحدة قمة قمة أخرى. وفي ظل اتساق الموجات، سيكون نمط التناوب بين الحد الأقصى والحد الأدنى مستقرا. في الواقع، إذا كان هناك في الوقت الراهن قمة مع قمة في وقت ما ، ثم في نصف فترة سيكون هناك الاكتئاب مع الاكتئاب، وفي نصف فترة أخرى مرة أخرى قمة مع قمة، وما إلى ذلك، أي. عند هذه النقطة سيكون هناك الحد الأقصى للتذبذبات في كل وقت. ويسمى هذا التغيير في الحد الأدنى والحد الأقصى لسعة التذبذب نمط التداخل. وظاهرة تراكب الأمواج، التي تشكل نمط التدخل، وتسمى تداخل موجات.

ولحل مشكلة المراحل التي تجتمع فيها الموجات المسببة للتداخل عند نقطة معينة، من الضروري مراعاة الفرق في مسارها. وللقيام بذلك، يكفي حساب عدد موجات النظام المقابل الذي يتناسب مع المسافات بين نقاط الحد الأقصى والحد الأدنى من الفائدة بالنسبة لنا ومراكز الاهتزاز. سنرى أن الحد الأقصى سيكون عند تلك النقاط إما على مسافات متساوية من كلا المركزين، أو في النقاط التي يقابل فيها اختلاف المسير عددا متساويا من نصف الموجات، في حين أن الحد الأدنى يتوافق مع عدد فردي.

باستخدام مثال هذه التجربة، اعتبرنا هذه الظاهرة مثل تداخل الموجات الميكانيكية.

ومع ذلك، فإن ظاهرة التدخل هي غريبة ليس فقط على موجات تنشأ على سطح الماء، ولكن أيضا لجميع أنواع الموجات: الصوت، الكهرومغناطيسية وغيرها. لذلك، إذا كان الضوء له خصائص الموجة، ثم عندما يتم فرضه اثنين من الحزم لها، سوف تتدخل من موجات الضوء.

وتسمى المصادر التي تنبعث منها هذه الموجات متماسكة. في البصريات، لا يمكن إلا أن تنشأ مصادر متماسكة بشكل مصطنع.

وينبغي ألا ينسى أن تداخل الموجات (أي، بما في ذلك الموجات الضوئية) لا يحدث إلا عندما يكون للموجات التي تتفاعل نفس التردد وازالة طور مستقلة في أي وقت.