Интерференция волн. Стоячие волны

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ВОЛН. СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ [c.615]

Интерференция ноли. Стоячие волны........ 18 [c.315]

Объёмная Г. представляет собой фрагмент V пространств, интерференц. картины стоячей волны, заполняющей всё окружающее объект пространство. Поверхности пучностей этой волны изображены па рис. 1 в виде заполненных точками полос. В случае эл.-магн. [c.502]

Резонансный метод основан на возбуждении в стенках контролируемого изделия стоячих упругих волн. Стоячие волны возникают в результате интерференции посылаемой и отраженной звуковых волн в условиях резонанса, т. е. совпадения частоты возбуждающих колебаний с собственной характеристической частотой колебаний изделия. Индикаторы, отмечающие 120 [c.120]

В точке К отраженная волна встречается с волновой поверхностью Фив результате интерференции образуются стоячие волны. Они имеют пучности в тех местах, где фазы волн от источника и от объекта совпадают, а узлы - где фазы противоположны. Теперь, если зафиксировать волновой фронт этой стоячей волны, то можно предположить, что в нем содержится не только спектр отраженного предметом излучения, но и все компоненты волнового поля - амплитуда и фаза. Сведения об этих параметрах заключены в причудливых изгибах и изменениях интенсивности поверхностей пучностей стоячей волны. [c.57]

Кварцевая пластинка среза X возбуждается генератором электрических колебаний, частота которого устанавливается равной собственной частоте колебаний пластинки. Эта пластинка при своих колебаниях непрерывно излучает ультразвуковые волны, распространяющиеся в виде ультразвукового пучка в среде, где желательно измерить скорость ультразвука и его поглощение. Дойдя до металлической пластинки-отражателя, строго параллельной плоскости кварцевой пластинки, ультразвуковые волны полностью отражаются и, двигаясь в противоположном направлении, доходят до поверхности излучателя. Благодаря наложению падающих и отражённых волн возникает явление интерференции — образование стоячих волн. Стоячие волны оказывают на излучающую кварцевую пластинку определённое воздействие (реакцию), которое становится наибольшим, когда расстояние между плоскостью пластинки и отражателем делается равным целому числу полуволн. Эта реакция регистрируется при помощи электроизмерительных приборов. [c.189]

Частным случаем интерференции волн являются стоячие волны. Стоячая волна в простейшем случае образуется в результате наложения двух волн, распространяю- [c.328]

Формулы Френеля представляют собой решение соответствующей краевой задачи приближения геометрической оптики, но ничего не говорят о взаимодействии волн вблизи плоскости отражения, именно, о возможной их интерференции — образовании стоячих волн. Последнее, в частности, должно повлиять на энергетический баланс. Область взаимодействия ограничивается лишь геометрическими факторами (областью перекрытия падающей и отраженной волн) и длиной когерентности. [c.92]

Интерференция волн. Стоячие волны [c.550]

В результате сложения двух бегущих волн одинаковой частоты, распространяющихся в противоположные стороны, возникают, как мы видели, стоячие волны. В сплошной среде при сложении волн, распространяющихся в различных направлениях, также возникают аналогичные явления. Однако в сплошной среде вся картина может быть гораздо более сложной, так как складываться могут волны, распространяющиеся не только в двух противоположных направлениях, но и под углом друг к другу. Явления, возникающие при сложении волн одинаковой частоты, носят общее название интерференции волн. [c.709]

Рассмотренная нами картина возникновения стоячих волн в стержне представляет собой простейший случай интерференции. [c.709]

Колебания могут распространяться в виде волн в определ. областях (сферич. слоях) внутри Солнца. Если эти слои снизу и сверху ограничены зонами, где волновое распространение невозможно, то волны отражаются от границ областей распространения и будут там захвачены. В результате многократного отражения от границ и интерференции захваченных волн образуются стоячие волны, к-рые часто называют собств. колебаниями или модами. Каждая мода имеет свою частоту (зависит от условий в области захвата) и определённую пространственную картину смещений сферич. поверхности разбиваются на отдельные колеблющиеся участки, разделённые вдоль меридианов и параллелей узловыми линиями, на к-рых газ неподвижен вдоль радиуса внутри области захвата колебания имеют пучности и узлы, а вне её — экспоненциально затухают. Знав частоту и общую картину колебаний на поверхности, можно восстановить радиальную структуру моды и определить условия в области захвата. [c.581]

Я ВКЛЮЧИЛ четыре рисунка из работ Лью единственно для того, чтобы проиллюстрировать общую природу оптической интерференции отмеченного типа. Картина дифракционных линий Фраунгофера, порожденная стоячей волной в кварцевом кристалле, показана на рис. 3.94, а образцы акустических волновых фронтов в расплавленном кварце, полученные между поляроидами с пересекающимися плоскостями поляризации, показаны на рис. 3.95. [c.453]

Пространственную картину интерференции называют обычной стоячей волной. Характерная конфигурация стоячей волны, возникающей в результате интерференции излучения двух когерентных (т. е. синфазных) источников Si и S2, показана на рис. И в виде сечения стоячей волны плоскостью, проходящей через источники. Затушеванным частям на рисунке соответствуют участки поля, в которых интенсивность света максимальна, такие участки называются пучностями стоячей волны. Пучности разделены узлами , в узлах интенсивность поля минимальна. Узлы и пучности образуют сложную систему пространственных поверхностей, при этом каждая такая поверхность определена те1 , что условия интерференции на ней должны быть одинаковыми. Соответственно этому каждая поверхность пучностей, как и каждая поверхность узлов, представляет собой геометрическое место точек, равноудаленных от источников 5i и S2. В целом, в случае интерференции излучения двух точечных источников, поверхности узлов и пучностей образуют систему вложенных друг в друга гиперболоидов вращения. [c.28]

На самом деле, как уже отмечалось ранее, картина интерференции излучения носит объем ный характер, и это относится не только к случаю интерференции двух точечных источников, который был рассмотрен на рис. 9, но и к случаю, когда простая по форме референтная волна интерферирует со сложным волновым полем излучения, отраженного произвольным объектом. В общих чертах конфигурация возникающей при этом стоячей волны изображена на рис. 20. Как видно из рисунка, поверхности пучностей стоячей волны, обтекая объект, образуют структуру, напоминающую волны, которые возникают в воде вокруг движущегося корабля. В области между объектом и источником, где волна источника S распространяется навстречу волне, отраженной от объекта, картина стоячих волн сильно сжата и расстояние между поверхностями пучностей составляет порядка половины длины волны, 56 [c.56]

Рис. 1. Максимумы стоячей волны, образованной интерференцией между волнами от двух точечных источников 1 и 2. Примеры влияния расположения фотопластинки и толщины ее эмульсии при получении плоской, тонкой, или поверхностной, голограммы (А) толстой, или объемной, голограммы (Б) объемной, восстанавливаемой в белом свете отражательной голограммы

Складывая выражения (1) и (2) и умножая результат на сопряженную величину, получаем распределение интенсивности стоячей волны, которая возникает в объеме голограммы при интерференции волн и г 5о [c.695]

Рис. 10. К рассмотрению явления направленной передачи энергии между волнами R и S, интерферирующими в динамической голограмме, записанной в объеме V кристалла ниобата лития. С — оптическая ось кристалла I х) — интенсивность стоячей волны, образовавшейся при интерференции волн R и S Zi, 23 и гз — максимумы гармоники показателя преломления, возникающей в кристалле под действием стоячей волны / (t) — зависимость интенсивности выходящих из кристалла волн от времени экспозиции динамической голограммы.

Большой вклад в развитие голографии сделал и Ю. Н. Дени-сюк. В 1962 г. он обнаружил, что сама двумерная голограмма в действительности представляет собою лишь только частный случай общего явления. Оказалось, что существенно более полный комплекс отображающих свойств заключен в объемной интерференции - стоячей волне. Трехмерная материальная модель такой волны однозначно воспроизводит амплитуду, фазу и спектральный состав записанного на ней излучения. В дальнейшем Денисюк показал, что отображающими свойствами обладают не только стоячие, но и бегущие волны, что это явление распространено и на поляризацию. Одним из первых направлений приложения трехмерной голографии, открытой Денисюком, послужила изобразительная голография, другим - нанесение отражающих, фокусирующих покрытий, третьим - создание устройств оптической памяти сверхвысокой емкости. [c.7]

Поверхность пучностей стоячей волны есть геометрическое место точек, в которых фаза излучения источника совпадает с фазой излучения, рассеянного объектом. Если на зарегистрированную голограммой поверхность пучностей направить излучение источника, то фаза отраженной волны совпадает с фазой излучения, рассеянного объектом. Амплитуда восстанавливается, так как коэффициент отражения рассматриваемого слоя пропорционален амплитуде излучения, рассеянного объектом. Каждую зарегистрированную трехмерной голограммой поверхность стоячей волны можно представить как зеркало сложной формы, которое преобразует сферическую волну источника в. волну, полностью идентичную волне излучения, рассеянного объектом. Таким образом, оказывается, что двумерная голограмма представляет собою лишь частный случай более общего явления. Существенно более полный комплекс отображающих свойств заключен в объемной картине интерференции - стоячей волне. Трехмерная [c.58]

Простейший случай интерференции наблюдается при наложении бегущей и отраженной волн. Этн волны когерентны (для них выполняются все три условия когерентности). Наложение таких волн приводит к образованию так называемой стоячей волны. [c.375]

Существование электромагнитных волн экспериментально было доказано в 1888 г. Г. Р. Герцем (1857—1894). Длина волн, генерированных и детектированных, составляла примерно 66 см. С помощью металлического зеркала Герц наблюдал отражение и преломление волн, изучил их поляризацию, получил стоячие волны, доказав тем самым их способность к интерференции. [c.17]

На рис. 7.1а приведены кривые нарастания и затухания звука в помещении для плотности энергии при наличии диффузного поля в нем (сплошные кривые). Поле в помещении в практических случаях отклоняется от диффузного, в частности, плотность энергии в различных точках помещения в силу интерференции ограниченного числа звуковых волн может довольно значительно отличаться от среднего значения. Например, если рассматривать точку, в которой был узел стоячей волны от двух каких-либо звуковых лучей, то при исчезновении одного из них (в процессе затухания звука в помещении) уровень звука в этой точке может повыситься на некоторое время, пока не исчезнет и другой звуковой луч. Поэтому в практических случаях звук затухает не монотонно кривая затухания (и соответственно — нарастания) отклоняется от экспоненциальной. Эти отклонения могут быть довольно заметной величины. Чем значительней отклоняется поле от состояния диффузности, тем больше эти отклонения (см. рис. 7.1а, пунктирные кривые). Кривые затухания и нарастания звука выглядят нагляднее (применительно к слуховому восприятию человека), если изобразить их в логарифмическом масштабе по оси ординат, т. е. в виде затухания и нарастания уровней звука. Переходя от (7.6) к (2.5), имеем [c.168]

Свойство решений, выражаемое формулой (24), известно как принцип суперпозиции и математически описывает явление интерференции волн малой амплитуды (пример стоячая волна на струне музыкального инструмента, которая представляет собой суперпозицию волн, распространяющихся к Закрепленному концу струны, и волн, отраженных от этого конца). О волновом уравнении, допускающем принцип суперпозиций (уравнение (23)), говорят как о линейном, а его решение (решение (24)) называют линейной волной. Подчеркнем, что скорость линейной волны не зависит от ее амплитуды. (Обязательно найдите время вспомнить линейные колебания, вернувшись к главе 2.) [c.164]

Несколько иначе проявляется неустойчивость формы негармонической волны при интерференции волн. При интерс ренции гармонических волн в пространстве появляются чередующиеся максимумы и минимумы (положение которых зависит от длины волны), но форма волны во всем пространстве остается гармонической (мы в этом убедились непосредственно при рассмотрении простейшего случая интерференции — образования стоячих волн). При интерференции негармонических волн (конечно, форма обеих интерферирующих волн в каждой точке должна быть одна и та же, иначе не будет соблюдено условие когерентности) максимумы и минимумы для составляющих гармонических волн разной длины расположатся в разных местах вследствие этого соотношения между амплитудами составляющих гармонических волн в результирующей волне окажутся различными для разных точек пространства и, вообще говоря, существенно иными, чем в исходной негармонической волне, а значит, исказится форма исход- ной негармонической волны. [c.720]

Интерференция волн. Стоячие волны. Волновые движения малой амплитуды (масштаб малости определяется конкретными физ. условиями) удовлетворяют суперпозиции принцниу две пли более В. создают поле, равное сумме их полей. Математически это означает, что такие поля описываются линейными ур-ниями [напр., ур-ниями (2) и (. 5)1, и если им удовлетворяют поля отд. В., то будет удовлетворять и их сумма (суперпозиция) такие В. также наз. линейным и. Важный частный случад — суперпозиция гармонич. 94 0 одинаковых частот (такие В. относятся к когерент-318 Еым). В тех точках пространства, где поля этих В. колеб- [c.318]

Голографическое 3. использует принцип голографии (рис. 2) и не нуждается в звуковой оптике. Помимо рассеянного предметом поля р па плоскость пространств, детектора 5 направляется т. н. опорная звуковая волна Р(,. Возникающая интерференц. картина стоячих волн (акустич. голограмма) регистриру- [c.72]

Этот принцип вначале был использован французским ученым Габриелем Липманом в цветной фотографии в конце XIX века, за что в 1908 г. он был удостоен Нобелевской премии. Он вставлял специальную пластинку в кассету со ртутью, которая давала абсолютную ровную поверхность - идеальное зеркало. Свет, проходя через эмульсию, отражался от ртути и возвращался обратно. При интерференции образовывались стоячие волны, в результате чего кристаллы серебра после проявления эмульсии располагались слоями. При рассмотрении такого негатива свет отражается от него так, что изображение видно в настоящих цветах. Рассматривая отражение от пластинки в нормально падающем белом свете, мы увидим в каждой точке отражение света тех длин волн, которые попали в нее при фотографировании, т. е. получаем воспроизведение цвета. Это явление лежит в основе цветной голографии. [c.41]

Интерференция волн. Стоячие волны. Если в какой-либо среде распространяется иесколь ко звуковых волн, то каждая волна распро-страняется независимо одна от другой. Так, несколько систем волн на поверхности воды не мешают друг другу и яе зависят друг от друга. [c.85]

В свободном, ничем пе ограпиченпом пространстве могут распространяться электромагнитные волны с любой длиной волны. В закрытом объеме, ограниченном хорошо проводящими (для простоты) стенкамн, излучение отражается от них и в результате интерференции образуются стоячие волны. Разрешенная длина стоячих волн диктуется граничными условиями, которые требуют равенства нулю тангенциального электрического и нормального магнитного полей на стенках. Каждая система стоячих волн — это тип колебаний (мода) резонатора. Чтобы вычислить число мод, предположим, что резонатор имеет прямоугольную форму со сторонами а, Ь и с (не следует путать последнее обозначение — бук-2iy с — со скоростью света). [c.43]

При распространении ультразвуковых волн в упругой среде возможна реверберация — постепенное затухание колебаний вследствие повторных многократных отражений. Реверберация может быть объемной (из-за отражений колебаний от граней контролируемого изделия) и структурной (из-за многократных отражений и рассеяния колебаний границами зерен металла). При распространении ультразвуковых волн в упругой среде могут наблюдаться интерференция и дифракция. Интерференция — результат сложения двух или нескольких когерентных колебаний, воздействующих на одну и ту же точку среды. В результате интерференции структура акустического поля вблизи излучателя весьма сложна, и только за пределами зоны Френеля изменение поля приобретает монотонный характер. Интерференция может привести к образованию стоячих волн, характеризующихся тем, что вдоль оси поля наблюдается чередование неподвижных точек и точек, колеблющихся с максимальной ямп.питулой. [c.118]

Единственным заметным отличием временных характеристик излучения лезеров на неодимовом стекше с неустойчивыми резонаторами от характеристик работающих в пичковом режиме (гл. 3) аналогичных лазеров с плоскими резонаторами явилось сокращение длительностей пичков [62] это является следствием более быстрого установления колебаний ( 3.3). Интегральные по времени спектральные характеристики при устойчивых и плоских резонаторах оказались неразличимыми. Это и неудивительно спектральное распределение излучения является, по существу, распределением интенсивности между модами с различными аксиальными индексами ( 3.3). Во всей центральной зоне неустойчивого резонатора (область / на рис. 3.15), играющей основную роль в механизме генерации, имеют место те же интерференция двух встречных пучков и образование стоячих волн, что и в плоском резонаторе. Поэтому механизм пространственной конкуренции аксиальных мод в резонаторах обоих типов одинаков, несмотря на то, что в устойчивом резонаторе периферийная часть активного элемента (область//на том же рисунке) заполнена излучением, распространяющимся только в одну сторону (см. также в 4.4 о проблеме спектральной селекции в кольцевых резонаторах). [c.212]

Рис. 11. Общая схема образования стоячей волны — пространственной картины интерференции двух монохроматических когерентных (т. е. синфазных) источников излучения 5i и 5г. В верхней части рисунка показано сечение стоячей волны плоскостью, проходящей через источники 5i и 5г. Пучности — участки, где интенсивность поля максимальна — затушеваны, между ними располагаются узлы. В узлах интенсивность поля мннн-мальна. В трехмерном пространстве пучности образуют гиперболоиды вращения. Расстояние между смежными поверхностями пучностей минимально там, где интерферирующие лучи распространяются навстречу дру ДрУ У (район точки h,), и максимально там, где эти лучи идут приблизительно по одному направлению( район точки Лг)- Юнг фактически регистрировал распределение интенсивности в плоском сечении пространственной стоячей волны в области, где расстояние между смежными поверхностями пучностей достаточно велико (см. нижнюю часть рисунка)

Механизм действия трехмерной голограммы можно объяснить по крайней мере пятью способами. Наиболее простой из них аналогичен способу, использованному при рассмотрении двумерного случая и основан на том, что по самому смыслу понятия интерференция поверхности пучностей стоячих волн представляют собой те точки пространства, в которых фазы волновых полей излучения, отраженного от объекта, и излучения, падающего на объект, совпадают. На первый взгляд это утверждение ведет к абсурду. На самом деле, если значения объектной и референтной волн на какой-то поверхности совпадают, то из принципа Гюйгенса следует, что эти поля совпадают и в остальном лространстве. Вместе с тем совершенно очевидно, что поля объекта и источника излучения произвольны и практически совершенно ле зависят друг от друга. [c.60]

Однако и такое весьма широкое определение все же недостаточно всеобъемлюще, чтобы вместить в свои рамки данное явление. Оказывается, что отображающими свойствами обладают не только стоячие, но и бегущие волны интенсивности (19). В частности, оказывается, что если длины волн участвующего -в интерференции излучения (налример, волн Wi и W2) отличаются, то возникающая при этом картина интерференции перемещается в пространстве с определенной скоростью. Если предположить, что на месте таких бегущих волн интенсивности образуется соответствующая перемещающаяся материальная структура, то нетрудно доказать, что такая структура точно преобразует одну из интерферирующих компонент (например, волну W ) во вторую компоненту (волны Wz) с учетом отличия их длин волн. Это означает, что если, например, длина волны излучения была а излучения — Xz, то при отражении от модели бегущей волны интенсивности излучение волны W изменится так, что длина волны отраженного излучения станет равной I.2, т. е. длине волны второй интерферирующей компонеты W2. Учитывая это обстоятельство, следует признать, что при рассмотрении основ голографии правильнее говорить об отображающих свойствах волн интенсивности, имея в виду как стоячие, так и бегущие волны. Однако случай бегущих волп относится скорее к области нелинейной оптики и фактически выходит за рамки голографии. [c.66]

Советский физик Ю. Денисюк в 1958 году, тогда еще аспирант, предложил в качестве диссертационной тему Об отображении оптических свойств объекта в волновом поле рассеянного им излучения . Тема была настолько необычной, что ему не нашлось научного руководителя. Пришлось взяться за решение большой задачи самому. Рассуждал он примерно так. Если нет света, то мы не видим изображение предмета. Только когда на предметы падает свет, человек их видит. Он видит отраженные от предмета волны. Следовательно, человек благодаря свету видит не сами предметы, а их световые образы. И тогда у Юрия Николаевича возникла идея записать световое поле на фотопластинке. Если затем направить на пластинку плоскую световую волну, она отразится в форме, уже записанной. Тем самым будет воскрешен образ отсутствующего предмета. Появилась следующая схема эксперимента (рис. 35). Слева на рисунке расположен источник излучения S, от которого направлена волновая поверхность на объект. Сам объект расположен справа и обозначен буквой О. Дойдя до предмета, световая волна отразилась от него, и естественно, что форма ее исказилась, поскольку предмет был объемным. Теперь в этой искаженной волне присутствует в закодированной форме информация об объекте. Закодированная информация содержится в фазе отраженного излучения. В точке К отраженная волна встретилась с волновой поверхностью С, и образовались стоячие волны в результате интерференции. Стоячие волны имеют пучности в тех местах, где фазы волн от источника и от объекта совпадали. Теперь, если зафиксировать произвольный объект этой стоячей волны, то можно предположить, что в нем содержится не только спектральный состав отраженного предметом излучения, но и все компоненть волнового поля — амплитуда и фаза. Сведения об этих [c.106]

Теперь, на основании развитой теории волновой голографии, можно сказать, что принцип трехмерной голограммы в общих чертах состоит в следующем. На первом этапе, для записи голограммы, фотопластинка, имеющая толстый эмульсионный слой, устанавливается перед объектом со стороны источника. После экспозиции и проявления в эмульсионном слое фотопластинки образуется трехмерная слоистая структура, моделирующая пространственное распределение интенсивности в стоячей волне, образованной в результате наложения излучения, рассеянного объектом, и излучения источника. Такая структура обладает селективностью (она играет роль интерференционного фильтра) по отношению к падаю-Ш му на нее излучению и поэтому допускает восстанов-jiienne с помощью обычного источника со сплошным спектром (лампа накаливания. Солнце). Механизм воспроизведения голограммы заключается в следующем. Поверхность пучностей данной стоячей волны есть геометрическое место точек, в которых фаза излучения источника совпадает с фазой излучения, рассеянного объектом. Очевидно, что если на зарегистрированную голограммой поверхность пучностей направить излучение источника, то фаза отраженной волны совпадет с фзг ЗОЙ излучения, рассеянного объектом. Амплитуда в этом случае восстанавливается, поскольку коэффициент отражения рассматриваемого слоя пропорционален амплитуде излучения, рассеянного объектом. Каждую зарегистрированную трехмерной голограммой поверхность стоячей волны можно Представить как зеркало сложной формы, которое преобразует сферическую волну источни-ка в волну, полностью идентичную волне излучения, рассеянного объектом. Таким образом, оказывается, что двухмерная голограмма в действительности представляет собой лишь частный случай более общего явления. Существенно более полный комплекс отображающих свойств заключен в объемной картине интерференции — стоячей волне. Трехмерная модель такой волны (голо- [c.108]

Интерференция звуковых волн возникает при одновременном распространении двух или нескольких волн, распространяющихся в разных направлениях. Наибольший интерес имеет случай, когда две звуковые волны с одинаковыми амплитудами распространяются в противоположных направлениях, т. е. образуется стоячая волна с пучностями и узлами. Расстояния между соседними узлами, как и расстояния между соседними пучностями, равны половине длины волны (рис. 1.8), а ме1жду пучностью и соседним узлом — четверти волны. В пучности давления амплитуда звукового давления равна удвоенной амплитуде бегущей волны, в узле амплитуда равна [c.13]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...