Какви са условията за максимална и минимална намеса?
Днес ще говорим за състоянието на максимална и минимална намеса. Повече подробности за имотите електромагнитни вълни и техните последствия.
Победа и поражение
Всеки човек има вълна на вероятност. Животът представя нещо приятно, после неприятни изненади. Мнозина са склонни да мислят, че само неуспехите са случайни, но не са. И разбира се, има периоди, в които буквално всичко е възможно, или, обратно, във всеки живот идва черна ивица. Но по-често успехите в една област са придружени от обичайния курс в други.
Ако си представите всеки важен компонент от живота на човека като вълна, тогава моментите на най-високото излитане са сумирането на всички положителни вибрации, а най-трудните - всички отрицателни.
За съжаление, условията на максимална и минимална интерференция на вълните на човешката съдба не могат да бъдат изчислени. Но за колебанията на физическия свят такава формула съществува.
Светлина и Нютон
Природата на светлината винаги е интересувала човечеството. Дори и без да са се научили как да разберат как действа визията, хората вече са знаели: когато влязат във водата, светлината се пречупва; блъскането в препятствие дава сенки. Първите експерименти показаха, че лъчите на слънцето имат свойствата на вълната.
Нютон е най-известен като откривателя на закона на закона. Но той беше учен с много по-широки интереси. Включително и Нютон отбеляза началото на модерната оптика. Той даде набор от несвързани факти елегантен и тънък математически дизайн. Между другото, ученият каза: ако поставите лещата на стъклената плоча с изпъкнала страна надолу и след това осветявате структурата, тогава изходът ще бъде "райе" концентрична картина. Само определена периодичност на светлината може да обясни този факт. Условията на максимумите и минимумите на интерференцията на светлинните вълни все още не са съществували, но е извлечен законът за връзката между кривината на лещата и разстоянието между светлината и тъмните пръстени.
Топка и фотон
По-късно експериментите на руския учен Лебедев доказаха: фотоните имат импулс. Какво пряко означаваше тяхната маса. Така че, квантите на светлината могат да се наричат частици. В този случай всяка директория ще ви каже, че тяхната маса на покой е равна на нула.
Преди да се приближим до състоянието на максималната и минималната интерференция на светлината, първо се занимаваме с масата на фотона.
Фотон - квант на електромагнитното поле. Така че той е неделим. Докато той се движи, само екстремните условия могат да отнемат част от неговата енергия. В същото време, когато се натъкнете на препятствие или друг фотон, частицата се държи като вълна. Настъпва пречупване, разсейване, интерференция или дифракция.
Пример за такъв дуализъм е летящата метална топка. Тя има две свойства: тя е кръгла и има определена кинетична енергия. Ако топката се сблъска със стената, той ще й даде енергия на удара и той ще падне. Това е аналог на присъствието на фотонна маса.
Докато металната топка лети, тя запазва кръгла форма. Ако се случи събитие, поради което топката губи част от масата, тогава:
- той ще загуби сферичността;
- той очевидно ще спре да лети в първоначалната посока.
Последният пример показва, че фотонът е квантов, неделим компонент на електромагнитно поле.
Вода и фотон
Състоянието на максимума и минимума светлина смущения върху процепа или лещата също предполага, че белите ивици са два пъти по-интензивни от падащата светлина. Това се случва, защото фотонът може да предава енергия на други обекти.
Ако един квант светлина се абсорбира от кристал, решетката на последната получава възможност напълно да се освободи от излишната енергия. Фотонът губи маса и същност.
Пример за това е водата, която затваря цимента. Работникът добавя сто милилитра вода до три килограма сух компонент. Когато сместа е суха, получавате силен композит. Тя се различава от насипните и мокрите компоненти.
Това е резултат от химическа реакция. Под действието на водата, съдържаща се в праха, калций образува кристални хидрати - силни вещества. Те придават на готовия продукт здравина. И те съдържат молекули H 2 O в тяхната структура.Така меката и течаща вода е основният компонент на силата на цимента!
Така е и фотонът: той става част от вещество, променяйки неговите свойства.
Фотон и море
Тези два обекта с различни размери имат едно общо нещо - вълните. В случай на интерференция, условията на максимална и минимална интензивност зависят от свойствата, които се срещат в една точка в пространството на колебания. Ето основните характеристики на вълните:
- Дължина. Определя се като разстоянието между две идентични фази. Най-ясно се измерва между две върхове или дъна. Но също така може да си представите как удвоява разстоянието между онези точки, в които вълната преминава 0. Тя се обозначава с гръцката буква λ.
- Честота. Тази сума дължина на вълната, които са напълно годни за единица време. Това означава, че честотата зависи от λ. Стойността е обозначена като ν.
- Период. Това е времето, необходимо на една вълна да премине от един максимум към друг. Тя се обозначава с латинска буква T.
- Амплитудата. Това е "височината" на върховете и "дълбочината" на дъното. Наред с другите неща, амплитудата определя интензивността на светлината. Тази стойност е пряко свързана с появата на ленти по време на интерференция. Тя е обозначена като А и е функция на времето.
- Фаза. Това е точката на вълната, която идва на определено място в пространството. Фазата може да бъде максимална, минимална, някакъв момент на спускане или повдигане на вълна. Тя се обозначава с гръцката буква φ. Тази концепция няма значение за едно колебание, но е важна при взаимодействието на два кванта светлина. Зависи от това кои фази се срещат вълните и това зависи от това дали ще има максимум или минимум на този етап. Фазовата разлика се обозначава с Δφ.
Дадохме всички необходими обяснения, време е да кажем какви са условията за максимум и минимум за намеса.
Опит и групи
Класическият интерференционен експеримент е много прост. Монохроматичното излъчване пада перпендикулярно на тесен процеп. Пространството зад дупката се осветява неравномерно. Получават се ленти от ярка светлина, които са разделени една от друга с тъмни зони.
Интерференцията в процепа е резултат от дифракция. Квантите на електромагнитното излъчване след дупката отиват не само в същата посока, както първоначално, но и се огъват около ръба на препятствието. В същото време някои вълни се срещат в една точка в пространството от максимуми, а някои се намират в противофаза. Това е логичното заключение на състоянието на максимална и минимална намеса. Тези вълни, които се срещат с други фазови разлики, образуват области на междинно осветление.
Максимална, минимална ... формула!
Сега е време да покажем как тези условия ще изглеждат математически.
Така че, за да се получи светла лента, се изисква фазовата разлика в точка да е цяло число на вълните. Това е Δφ = 2πm, където m е всяко число.
Появата на тъмна лента е възможна, ако фазовата разлика е полу-цяло число на вълните. Това се изразява като Δφ = (2m + 1) π.
Изразът „цяло число на вълните“, „полуцелово число на вълните“ може да изглежда страшно. Не се отчайвайте, това е просто.
Косинус и светлина
Трябва да помним училищната математика и да представим графика на косинуса. В началния момент вълната има максимална стойност. След това пада и достига минимум при π / 2. След това вълната се увеличава и се връща към максимума при стойността на π. Кръгът е затворен. Ако две максимуми трябва да стигнат до една точка, е необходимо разликата между фазите на вълните да бъде равна на една или няколко π. Тогава една "гърбица" ще се сгъне с друга и в резултат ще получите бяла ивица. Квантите на светлината гасят един друг, ако максимумът се формира с минимум. В резултат интензивността ще бъде нула. За тази цел максимумът (при 0, π, 2π, 3π и т.н.) трябва да отговаря на минимум (π / 2, 3π / 2 и т.н.).
Промяна на състоянието
Надяваме се, сега е ясно, при какви обстоятелства ще се спазва минимум и при какви обстоятелства - максимална намеса. Ако е интересно някой да постави опита с интерференцията на светлината върху процепа, тогава ще ви кажа какво може да се промени в него:
- Светлината, насочена към прорез от различен ъгъл, ще повлияе на резултата.
- Яркостта на източника ще промени модела на интерференционния модел.
- Подвижността на ръбовете на пролуката ясно показва разликата в хода на лъчите.
- Бялата светлина ще даде възможност да се наблюдава не само промяната в интензитета, но и разликата в дължините на вълните.
Експериментаторите трябва да помнят, че опитът винаги е грешка. Не се разстройвайте, ако картината на смущенията не се появи за първи път. Промяната на условията на опит ще възнагради демонстрация на интересно физическо явление.
И напомняме: за да разберем феномена на интерференция, човек трябва да има развито пространствено въображение, добре е да си представим графиката на синус или косинус и все още да не се страхуваме от най-простите математически манипулации.