Məlumat

Müdaxilə, Difraksiya və Superpozisiya prinsipi

Müdaxilə, Difraksiya və Superpozisiya prinsipi

Müdaxilə dalğaların bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olduğu zaman, dalğa isə bir dalğadan keçdikdə baş verir. Bu qarşılıqlı təsir superpozisiya prinsipi ilə idarə olunur. Müdaxilə, diffraktsiya və superpozisiya prinsipi dalğaların bir neçə tətbiqini başa düşmək üçün vacib anlayışlardır.

Müdaxilə və Superpozisiya prinsipi

İki dalğa qarşılıqlı olduqda, superpozisiya prinsipi ortaya çıxan dalğa funksiyasının iki fərdi dalğa funksiyasının cəmidir. Bu fenomen ümumiyyətlə təsvir olunur müdaxilə.

Suyun bir çəlləyə su tökdüyü bir hadisəyə baxaq. Suya bir damcı vursa, su boyunca dairəvi dalğalar meydana gətirəcəkdir. Ancaq başqa bir nöqtədə su damlamağa başlasaydınız, bu olardı həmçinin oxşar dalğalar etməyə başlayın. Həmin dalğaların üst-üstə düşdüyü nöqtələrdə meydana gələn dalğa əvvəllər iki dalğanın cəmi olardı.

Bu yalnız dalğa funksiyasının xətti olduğu, asılı olduğu vəziyyətlər üçün tutulur xt yalnız ilk gücə. Hooke Qanununa tabe olmayan qeyri-xətti elastik davranış kimi bəzi vəziyyətlər bu vəziyyətə uyğun olmazdı, çünki qeyri-xətti dalğa tənliyi var. Fizika ilə əlaqəli demək olar ki, bütün dalğalar üçün bu vəziyyət doğrudur.

Açıq ola bilər, amma bu prinsipdə də oxşar olmağın oxşar tip dalğaları ehtiva etməsi yaxşıdır. Aydındır ki, su dalğaları elektromaqnit dalğalarına müdaxilə etməyəcəkdir. Bənzər dalğaların növləri arasında belə, təsir ümumiyyətlə eyni dalğa uzunluğunda olan dalğalarla məhdudlaşır. Müdaxiləni cəlb edən təcrübələrin əksəriyyəti dalğaların bu baxımdan eynidır.

Konstruktiv və dağıdıcı müdaxilə

Sağdakı şəkil iki dalğanı və altındakı bu iki dalğanın müdaxiləni göstərmək üçün necə birləşdirildiyini göstərir.

Çınqıllar üst-üstə düşdükdə, superpozisiya dalğası maksimum hündürlüyə çatır. Bu hündürlük onların amplitüdlərinin cəmidir (və ya başlanğıc dalğaların bərabər amplituda olduqda amplitüdün iki qat artır). Eyni şey çubuqlar üst-üstə düşdükdə, mənfi amplitüdlərin cəmi olan nəticəli bir nov meydana gətirir. Bu cür müdaxilə deyilir konstruktiv müdaxilə çünki ümumi amplitüdü artırır. Digər bir cizgi nümunəsini şəkilə tıklayaraq ikinci görüntüyə keçərək görmək olar.

Alternativ olaraq, bir dalğanın qabığı başqa bir dalğanın qabığı ilə üst-üstə düşdükdə, dalğalar müəyyən dərəcədə bir-birini ləğv edir. Dalğalar simmetrikdirsə (yəni eyni dalğa funksiyası daşıyır, lakin bir faza və ya yarım dalğa uzunluğu ilə dəyişirsə), onlar bir-birini tamamilə ləğv edəcəklər. Bu cür müdaxilə deyilir dağıdıcı müdaxilə və qrafikdə sağa və ya həmin görüntüyə tıklayaraq başqa bir nümayəndəliyə keçərək görünə bilər.

Bir çəlləkdə yaranan daha əvvəl yaranan vəziyyətdə, müdaxilə dalğalarının hər bir dalğadan daha böyük olduğu bəzi nöqtələri və dalğaların bir-birini ləğv etdiyi bəzi nöqtələri görərdiniz.

Difraksiya

Xüsusi müdaxilə hadisəsi kimi tanınır diffraksiya və dalğa bir diyaframın və ya kənarın maneəsini vurduqda baş verir. Maneənin kənarında bir dalğa kəsilir və dalğa lentlərinin qalan hissəsi ilə müdaxilə effektləri yaradır. Təxminən bütün optik fenomenlər bir növ bir diyaframdan keçən işıqdan ibarətdir - istər göz, bir sensor, istər teleskop, istərsə də - demək olar ki, hamısında difraksiya baş verir, baxmayaraq ki, əksər hallarda təsir əhəmiyyətsizdir. Difraksiya bəzi hallarda (aşağıda təsvir olunan Gəncin cüt yarıqlı təcrübəsi kimi) diffraksiya, öz maraq dairələrində maraq hadisələrinə səbəb olsa da, ümumiyyətlə "qeyri-səlis" bir kənar yaradır.

Nəticələr və tətbiqlər

Müdaxilə maraqlı bir anlayışdır və xüsusilə müdaxilənin nisbətən asandır olduğu işıq bölgəsində diqqət çəkməyə dəyər.

Thomas Young'ın cüt yarıqlı eksperimentində, məsələn, işıq "dalğasının" yayılması nəticəsində yaranan müdaxilə nümunələri, vahid işığı parlaya və onu yalnız iki vasitəsilə göndərərək bir sıra işıqlı və qaranlıq lentlərə parçalaya biləcəyinizi təmin edir. yarıqlar, bu, şübhəsiz ki, heç gözlədikləri deyil. Daha da təəccüblüsü budur ki, bu təcrübəni elektron kimi hissəciklərlə aparmaq, oxşar dalğa bənzər xüsusiyyətlərə səbəb olur. Hər hansı bir dalğa, düzgün qurulması ilə bu davranışı nümayiş etdirir.

Bəlkə də ən maraqlı müdaxilənin tətbiqi holoqramlar yaratmaqdır. Bu, lazer kimi əlaqəli bir işıq mənbəyini bir obyektin xüsusi bir filmə əks etdirməsi ilə edilir. Yansıtılan işığın yaratdığı müdaxilə nümunələri, lazımi işıqlandırmaya yenidən yerləşdirildikdə görünə bilən holoqrafik görüntünün nəticəsidir.