Jaké jsou podmínky pro maximální a minimální rušení?

Dnes budeme hovořit o stavu maximálního a minimálního rušení. Další podrobnosti o vlastnostech elektromagnetické vlny a jejich důsledky.

Vítězství a porážka

Každá osoba má vlnu pravděpodobnosti. Život představuje něco příjemného, ​​pak nepříjemné překvapení. Mnoho z nich má tendenci si myslet, že pouze neúspěchy jsou náhodné, ale nejsou. A samozřejmě existují období, kdy je doslova všechno možné, nebo naopak v každém životě přichází černý pruh. Ale častěji, úspěchy v jedné oblasti jsou doprovázeny obvyklým průběhem v jiných.

Pokud si představujete každou důležitou součást života člověka jako vlnu, pak momenty nejvyššího vzletu jsou součtem všech pozitivních vibrací a nejtěžší období jsou všechny negativní.

Naneštěstí nelze podmínky maximální a minimální interference vln lidského osudu vypočítat. Ale pro oscilace fyzického světa existuje takový vzorec.

Světlo a Newton

Povaha světla vždy zaujímala lidstvo. Dokonce aniž se skutečně naučili, jak pochopit, jak se jedná o vizi, lidé už věděli: když se dostanou do vody, světlo se odráží; náraz do překážky dává stíny. První experimenty ukázaly, že paprsky slunce mají vlastnosti vlny.

Newton je nejlépe známý jako objevitel zákona. Ale byl učencem s mnohem širšími zájmy. Včetně Newtonu označil počátek moderní optiky. Dal řadu nesouvisejících skutečností elegantní a štíhlý matematický design. Mezi jinými vědci říkali: Pokud umístíte čočku na skleněnou desku s konvexní stranou dolů a pak osvětlíte strukturu, pak bude výstup "pruhovaný" soustředný obraz. Pouze určitá periodika světla by mohla tuto skutečnost vysvětlit. Podmínky maxim a minima zásahu světelných vln dosud neexistovaly, ale byl odvozen zákon vztahu mezi zakřivením čočky a vzdáleností mezi světlem a tmavými kroužky.

Ples a foton

Později experimenty ruského vědce Lebeděva prokázaly: fotony mají impuls. Co přímo naznačovalo jejich mši. Takže světlá kvantová čísla mohou být nazvána částicemi. V tomto případě vám jakýkoli adresář oznámí, že jejich klidová hmotnost je rovna nule.

Než se blížíme stavu maximálního a minimálního rušení světla, nejprve se zabýváme hmotností fotonu.

Photon - kvantum elektromagnetického pole. Takže je nedělitelný. Zatímco se pohybuje, jen extrémní podmínky mohou odvést část své energie. Současně, když narazíte na překážku nebo jiný foton, se částice chovají jako vlna. Objevuje se lom, rozptyl, interference nebo difrakce.

Příklad takového dualismu je létající kovová koule. Má dvě vlastnosti: je kulatá a má jistotu kinetické energie. Pokud míč narazí na stěnu, dá jí energii nárazu a padne. Jedná se o analogii přítomnosti fotonové hmoty.

Zatímco kovová koule letí, zachovává si kulatý tvar. Pokud dojde k události, kvůli které míč ztrácí část hmotnosti, pak:

• ztratí sphericity;
• bude zřejmě přestat létat v původním směru.

Poslední příklad ukazuje, že foton je kvantová, nedělitelná součást elektromagnetického pole.

Voda a foton

Podmínka maxima a minima lehké rušení na štěrku nebo na čočce také znamená, že bílé pruhy jsou dvakrát tak intenzivní jako dopadající světlo. To se děje proto, že foton může přenášet energii na jiné předměty.

Pokud je kvantum světla absorbováno krystalem, pak jeho mřížka získá příležitost úplně zlikvidovat přebytečnou energii. A foton ztrácí jak hmotu, tak podstatu.

Příkladem je voda, která uzavře cement. Dělník přidá sto mililitrů vody na tři kilogramy suché složky. Když je směs suchá, získáte silný kompozit. Odlišuje se od objemových a vlhkých součástí.

To je důsledek chemické reakce. Pod působením vody obsažené v prášku vytváří vápník krystalické hydráty - silné látky. Poskytují pevnost konečného výrobku. A ve své struktuře obsahují molekuly H ₂ O. Tudíž měkká a tekoucí voda je hlavní složkou pevnosti cementu!

Stejně tak je foton: stává se součástí látky, mění její vlastnosti.

Foton a moře

Tyto dva objekty různých velikostí mají jednu společnou věc - vlny. V případě rušení závisí podmínky maximální a minimální intenzity na vlastnostech vyskytujících se v jednom bodě v prostoru kmitů. Zde jsou hlavní charakteristiky vln:

1. Délka Je definována jako vzdálenost mezi dvěma identickými fázemi. Nejzřetelněji měřeno mezi dvěma vrcholy nebo nejnižšími hodnotami. Ale člověk si také dokáže představit, jak zdvojnásobuje vzdálenost mezi těmito body, ve kterých vlna prochází 0. Je označena řeckým písmem λ.
2. Frekvence Tato částka vlnové délky které plně vyhovují za jednotku času. To znamená, že frekvence závisí na λ. Hodnota je označena jako ν.
3. Období To je doba, kdy vlna přechází z jednoho maxima na druhého. Označuje ji latinským písmem T.
4. Amplituda. Toto je "výška" výšky a "hloubka" nejnižších. Mimo jiné amplituda určuje intenzitu světla. Tato hodnota je přímo spojena s výskytem pásem během interference. Označuje se jako A a je funkcí času.
5. Fáze. To je bod vlny, která přichází na určité místo ve vesmíru. Fáze může být maximální, minimální, určitý okamžik spouštění nebo zvedání vlny. To je označeno řeckým písmem φ. Tento koncept nezáleží na jediném kmitání, ale je důležitý ve vzájemném působení dvou kvant světla. Záleží na tom, v jakých fázích se vlny setkávají, a záleží na tom, zda bude v tomto okamžiku maximum nebo minimum. Fázový rozdíl je označen jako Δφ.

Dali jsme veškeré potřebné vysvětlení, je na čase říct, jaké jsou podmínky pro maximální a minimální zásah.

Zkušenosti a kapely

Klasický interferenční experiment je velmi jednoduchý. Monochromatické záření padá kolmo na úzkou štěrbinu. Prostor za otvorem je osvětlen nerovnoměrně. Vytvoří se proužky jasného světla, které jsou od sebe odděleny tmavými plochami.

Rušení v štěrbině je výsledkem difrakce. Kvantum elektromagnetického záření po otvoru jde nejen ve stejném směru jako původně, ale také se ohýbá kolem okraje překážky. Současně se na jednom místě ve vesmíru vyskytují dvě vlny, maxima a některé se nacházejí v antifázích. To je logický závěr stavu maximálního a minimálního rušení. Ty vlny, které se vyskytují s jinými fázovými rozdíly, tvoří oblasti středního osvětlení.

Maximální, minimální ... vzorec!

Nyní je čas ukázat, jak tyto podmínky vypadají matematicky.

Abychom získali jasný pás, je nutné, aby fázový rozdíl v určitém okamžiku byl celočíselný počet vln. To znamená, Δφ = 2πm, kde m je libovolné celé číslo.

Vzhled tmavého pásma je možný, pokud je fázový rozdíl poloviční celkový počet vln. Toto je vyjádřeno jako Δφ = (2m + 1) π.

Fráze "celočíselný počet vln", "poloviční počet vln" se mohou zdát strašidelné. Nezoufejte, je to jednoduché.

Kosine a světlo

Musíme pamatovat matematickou školu a předložit kosinový graf. V úvodním okamžiku má vlna maximální hodnotu. Pak klesá a dosáhne minima na π / 2. Pak se vlna zvětšuje a vrací maxima na hodnotu π. Kruh je uzavřen. Pokud by dvě maxima měla přijít na jediný bod, je nutné, aby rozdíl mezi fázemi vln byl stejný jako jeden nebo více π. Pak se jeden "hrb" složí s jiným a v důsledku toho získáte bílý pruh. Kvantové světla se vzájemně zhasnou, pokud je maximum vytvořeno s minimem. V důsledku toho bude intenzita nula. Maximální (při 0, π, 2π, 3π, atd.) Musí splňovat minimum (π / 2, 3π / 2 atd.).

Změna stavu

Doufáme, že nyní je jasné, za jakých okolností bude minimum pozorováno a za jakých okolností - maximální zásah. Je-li pro někoho zajímavé, aby zkušenost s rušením světla na štěrbině, pak řekněte, co může být v ní změněno:

1. Světlo namířené na štěrbinu z jiného úhlu ovlivní výsledek.
2. Jas zdroje změní vzorec interferenčního vzoru.
3. Mobilita okrajů mezery jasně ukazuje rozdíl v průběhu paprsků.
4. Bílé světlo poskytne příležitost sledovat nejen změnu intenzity, ale i rozdíl v vlnových délkách.

Experimentální pracovníci by si měli pamatovat, že zkušenost je vždy chyba. Neznepokojujte se, pokud se obraz rušení nezobrazí poprvé. Změna podmínek zkušenosti odmění ukázku zajímavého fyzického jevu.

A připomínáme, že k pochopení fenoménu rušení musí člověk mít rozvinutou prostorovou představivost, je dobré si představit graf sinusu nebo kosinusu a stále se nemusíte bát nejjednodušších matematických manipulací.