Koji su uvjeti za maksimalno i minimalno ometanje?

Danas ćemo govoriti o stanju maksimalne i minimalne interferencije. Više detalja o nekretninama elektromagnetski valovi i njihove posljedice.

Pobjeda i poraz

Svaka osoba ima val vjerojatnosti. Život predstavlja nešto ugodno, a onda neugodno iznenađenje. Mnogi misle da su samo neuspjesi slučajni, ali nisu. I naravno, postoje razdoblja kada je doslovno sve moguće, ili, obrnuto, u svakom životu dolazi crna pruga. No, češće, uspjesi u jednom području popraćeni su uobičajenim putem u drugima.

Zamišljate li svaku važnu komponentu života osobe kao val, tada su momenti najvišeg uzleta zbrajanje svih pozitivnih vibracija, a najteža razdoblja su sva negativna.

Nažalost, ne mogu se izračunati uvjeti maksimalne i minimalne interferencije valova ljudske sudbine. Ali za oscilacije fizičkog svijeta takva formula postoji.

Svjetlo i Newton

Priroda svjetla je uvijek zanimala čovječanstvo. Čak i bez da su stvarno naučili kako razumjeti kako djeluje vizija, ljudi su već znali: kada uđu u vodu, svjetlo se lomi; udaranje u prepreku daje sjene. Prvi eksperimenti pokazali su da zrake sunca imaju svojstva vala.

Newton je najpoznatiji kao otkrivač zakona zakona. Ali on je bio znanstvenik s mnogo širim interesima. Uključujući i Newton označio je početak moderne optike. Dao je skup nepovezanih činjenica elegantnim i vitkim matematičkim dizajnom. Između ostalog, znanstvenik je rekao: ako stavite leću na staklenu ploču s konveksnom stranom prema dolje i zatim osvijetlite strukturu, tada će izlaz biti "prugasta" koncentrična slika. Samo je određena periodičnost svjetlosti mogla objasniti tu činjenicu. Uvjeti maksimuma i minimuma interferencije svjetlosnih valova još nisu postojali, ali je izveden zakon odnosa između zakrivljenosti leće i udaljenosti između svjetlosnog i tamnog prstena.

Lopta i foton

Kasnije su eksperimenti ruskog znanstvenika Lebedeva pokazali: fotoni imaju impuls. Što je izravno impliciralo njihovu masu. Dakle, kvanti svjetlosti mogu se zvati čestice. U tom slučaju, bilo koji direktorij će vam reći da je njihova masa ostatka jednaka nuli.

Prije nego što se približimo stanju maksimuma i minimuma interferencije svjetla, najprije ćemo obraditi masu fotona.

Foton - kvant elektromagnetskog polja. Dakle, on je nedjeljiv. Dok se kreće, samo ekstremni uvjeti mogu oduzeti dio njegove energije. U isto vrijeme, kad naiđe na prepreku ili drugi foton, čestica se ponaša kao val. Dolazi do loma, raspršenja, interferencije ili difrakcije.

Primjer takvog dualizma je leteća metalna lopta. Ima dva svojstva: okrugla je i ima izvjesnu kinetička energija. Ako se lopta sudari sa zidom, on će joj dati energiju udarca, i on će pasti. To je analogna prisutnost fotonske mase.

Dok metalna kugla leti, zadržava okrugli oblik. Ako se dogodi događaj zbog kojeg lopta gubi dio mase, tada:

• izgubit će sferičnost;
• očito će prestati letjeti u izvornom smjeru.

Posljednji primjer pokazuje da je foton kvant, nedjeljiva komponenta elektromagnetskog polja.

Voda i foton

Stanje maksimuma i minimuma smetnje svjetlosti na prorezu ili leći također podrazumijeva da su bijele pruge dvostruko intenzivnije od upadne svjetlosti. To se događa zato što foton može prenijeti energiju drugim objektima.

Ako kvant svjetlosti apsorbira kristal, onda rešetka potonje dobiva mogućnost da u potpunosti ukloni višak energije. A foton gubi i masu i bit.

Primjer je voda koja zatvara cement. Radnik dodaje sto mililitara vode na tri kilograma suhe komponente. Kada je smjesa suha, dobivate jak kompozit. Ona se razlikuje od rasutih i vlažnih komponenti.

To je rezultat kemijske reakcije. Pod djelovanjem vode u prahu, kalcij tvori kristalne hidrate - jake tvari. Oni daju čvrstoću gotovog proizvoda. U svojoj strukturi sadrže H ₂ O molekule, tako da je meka i tekuća voda glavna komponenta čvrstoće cementa!

Tako je i foton: on postaje dio tvari, mijenjajući svoja svojstva.

Foton i more

Ta dva objekta različitih veličina imaju jednu zajedničku stvar - valove. Pri interferenciji, uvjeti maksimalnog i minimalnog intenziteta ovise o svojstvima koja se javljaju u jednoj točki u prostoru oscilacija. Ovdje su glavne karakteristike valova:

1. Dužina. Definira se kao udaljenost između dvije identične faze. Najjasnije se mjere između dvije uspone ili padove. No, može se zamisliti i koliko je udvostručena udaljenost između točaka u kojima val prolazi 0. Označava se grčkim slovom λ.
2. Učestalost. Ovaj iznos valna duljina, koji se u potpunosti uklapaju u jedinicu vremena. To znači da frekvencija ovisi o λ. Vrijednost je označena kao ν.
3. Razdoblje. Ovo je vrijeme koje je potrebno da val pređe iz jednog maksimuma u drugi. Označava se latiničnim slovom T.
4. Amplituda. To je "visina" visina i "dubina" padova. Između ostalog, amplituda određuje intenzitet svjetlosti. Ova vrijednost izravno je povezana s pojavom traka tijekom smetnji. Označava se kao A i funkcija je vremena.
5. Faza. To je točka vala koji dolazi na određeno mjesto u prostoru. Faza može biti maksimalna, minimalna, neki trenutak spuštanja ili podizanja vala. Označava se grčkim slovom φ. Ovaj koncept nije važan za jednu oscilaciju, ali je važan u interakciji dva kvanta svjetla. Ovisno o tome koje faze valovi susreću, to ovisi o tome hoće li u ovom trenutku biti maksimum ili minimum. Fazna razlika je označena kao Δφ.

Dali smo sva potrebna objašnjenja, vrijeme je da kažemo koji su uvjeti maksimuma i minimuma za smetnje.

Iskustvo i bendovi

Klasični eksperiment smetnji je vrlo jednostavan. Monokromatsko zračenje pada okomito na uski prorez. Prostor iza rupe je nejednako osvijetljen. Dobivene su trake jakog svjetla, koje su međusobno odvojene tamnim područjima.

Interferencija na prorezu je rezultat difrakcije. Kvanti elektromagnetskog zračenja nakon rupe ne idu samo u istom smjeru kao i izvorno, već se i savijaju oko ruba prepreke. U isto vrijeme, dva se vala susreću u jednoj točki u prostoru s maksimumima, a neki se nalaze u antifazi. To je logičan zaključak stanja maksimalne i minimalne smetnje. Ti valovi koji se susreću s drugim faznim razlikama tvore područja srednjeg osvjetljenja.

Maksimalna, minimalna ... formula!

Sada je vrijeme pokazati kako će ti uvjeti izgledati matematički.

Dakle, da bi dobili svijetli pojas, potrebno je da fazna razlika u točki bude cijeli broj valova. To jest, φφ = 2πm, gdje je m bilo koji cijeli broj.

Pojava tamnog pojasa je moguća ako je fazna razlika polu-cijeli broj valova. To je izraženo kao Δφ = (2m + 1) π.

Izrazi "cijeli broj valova", "polu-cijeli broj valova" mogu izgledati zastrašujuće. Nemojte očajavati, to je jednostavno.

Kosinus i svjetlo

Moramo se sjetiti školske matematike i dostaviti kosinusni grafikon. U početnom trenutku val ima maksimalnu vrijednost. Tada pada i doseže minimum na π / 2. Tada se val povećava i vraća se na maksimum pri vrijednosti π. Krug je zatvoren. Ako dva maksimuma dođu u jednu točku, nužno je da razlika između faza valova bude jednaka jednom ili nekoliko π. Tada će se jedna "grba" preklopiti s drugom i kao rezultat dobiti bijelu prugu. Svjetlosni kvanti gase jedni druge ako se maksimum formira s minimumom. Kao rezultat toga, intenzitet će biti nula. Za to, maksimum (pri 0, π, 2π, 3π, itd.) Mora zadovoljavati minimum (π / 2, 3π / 2, itd.).

Promjena stanja

Nadamo se, sada je jasno, pod kojim okolnostima će se promatrati minimum, i pod kojim okolnostima - maksimalno ometanje. Ako je nekome zanimljivo staviti iskustvo s interferencijom svjetla na prorez, onda vam reći što se u njemu može promijeniti:

1. Svjetlo usmjereno na prorez s drugog kuta utjecat će na rezultat.
2. Svjetlina izvora promijenit će uzorak interferencijskog uzorka.
3. Mobilnost rubova razmaka jasno pokazuje razliku u tijeku zraka.
4. Bijelo svjetlo će pružiti priliku da se promatra ne samo promjena intenziteta, već i razlika u valnim duljinama.

Eksperimentatori bi trebali zapamtiti da je iskustvo uvijek pogreška. Nemojte se uzrujavati ako se slika smetnji ne pojavi prvi put. Promjena uvjeta iskustva nagradit će demonstraciju zanimljivog fizičkog fenomena.

I podsjećamo: da bismo razumjeli fenomen interferencije, moramo imati razvijenu prostornu imaginaciju, dobro je zamisliti grafikon sinusnog ili kosinusnog, a još se ne bojati najjednostavnijih matematičkih manipulacija.