Естественные науки
Что происходит при встрече волн разной частоты и направлений?
интерференция
Это нестационарная интерференция. Явление интерференции наблюдается во всех областях физики, изучающей волновые процессы. Важное значение имеет интерференция света, изучаемая в рамках волновой оптики. Также наблюдается интерференция звуковых волн (акустика) , интерференция электронов (физика элементарных частиц) , поверхностных волн и т. д.
Интерференция как физическое явление
Распространение волн рассматривается обычно как передача энергии, и интенсивность волнового излучения есть величиная пропорциональная переносимой этим излучением энергии. Если нет потерь, то вся переданная энергия должна быть получена, и общий поток энергии от двух и более источников представляет собой сумму потоков энергии от каждого. Это значит, что общая интенсивность излучения будет суммой интенсивностей излучений.
Однако, если рассматривать волновую природу излучения, картина несколько отличается от вышеописанной. В линейных средах действует правило суперпозиции, которое означает, что общее мгновенное значение (это может быть давление в случае акустических волн, напряжённость электрического или магнитного поля в случае электромагнитного излучения и т. п. ) несколькоих волновых процессов есть арифметрическая сумма их мгновенных значений. Это значит, например, что если фазы волн совпадают (мгновенные значения имеют один знак) , то они будут складываться, порождая процесс с суммарной амплитудой, а если фазы противоположны, (мгновенные значения разного знака) , то сигналы вычтутся, и суммарная амплитуда будет равна разности амплитуд.
Таким образом, сигналы одной с одной и той же амплитудой, но с разной фазой могут давать в результате различную суммарную интенсивность. Так, интенсивность суммы двух сигналов может меняться от нуля до удвоенной суммы амплитуд. Так-как несколько процессов в различных точка пространства обладают различными соотношениями фаз, то происходит таким образом перераспределение энергии в пространстве с образованием минимумов и максимумов. При этом не происходит нарушения закона сохранения энергии, так как минимумы и максимумы имеют локальный характер, и общая энергия системы не меняется.
Интерференцию можно зафиксировать различными способами. Интерференция света — посредством различных оптических приборов. Интерференцию поверхностных волн можно наблюдать визуально, например на воде. Интерференцию акустических волн — на слух. Остальные случаи интерференции — с помощью соответстующего оборудования. Также интерференцию возможно смоделировать численно, с помощью вычислительной техники.
Если волны имеют разную частоту, то в интенсивности появится зависимость от времени, так как разность фаз таких волн будет постоянно изменяться (интерференционный член примет вид a\sin(\Delta\omega t + \Delta\phi), где \Delta\omega — разность частот, а \Delta\phi — разность фаз) . Это являение носит название нестационарной интерференции .
Практически нестационарная интерференция наблюдается когда разность частот мала по сравнению с частотой волн, что позволяет фиксировать мгновенное значение разности фаз. Такая интерференционная картина представляет биения интенсивности с разностной частотой . Такие биения различимы, например, при интерференции акустических волн от источников, расстроенных на величину порядка единиц герц — на слух это воспринимается как периодическое прерывание звука.
Интерференция как физическое явление
Распространение волн рассматривается обычно как передача энергии, и интенсивность волнового излучения есть величиная пропорциональная переносимой этим излучением энергии. Если нет потерь, то вся переданная энергия должна быть получена, и общий поток энергии от двух и более источников представляет собой сумму потоков энергии от каждого. Это значит, что общая интенсивность излучения будет суммой интенсивностей излучений.
Однако, если рассматривать волновую природу излучения, картина несколько отличается от вышеописанной. В линейных средах действует правило суперпозиции, которое означает, что общее мгновенное значение (это может быть давление в случае акустических волн, напряжённость электрического или магнитного поля в случае электромагнитного излучения и т. п. ) несколькоих волновых процессов есть арифметрическая сумма их мгновенных значений. Это значит, например, что если фазы волн совпадают (мгновенные значения имеют один знак) , то они будут складываться, порождая процесс с суммарной амплитудой, а если фазы противоположны, (мгновенные значения разного знака) , то сигналы вычтутся, и суммарная амплитуда будет равна разности амплитуд.
Таким образом, сигналы одной с одной и той же амплитудой, но с разной фазой могут давать в результате различную суммарную интенсивность. Так, интенсивность суммы двух сигналов может меняться от нуля до удвоенной суммы амплитуд. Так-как несколько процессов в различных точка пространства обладают различными соотношениями фаз, то происходит таким образом перераспределение энергии в пространстве с образованием минимумов и максимумов. При этом не происходит нарушения закона сохранения энергии, так как минимумы и максимумы имеют локальный характер, и общая энергия системы не меняется.
Интерференцию можно зафиксировать различными способами. Интерференция света — посредством различных оптических приборов. Интерференцию поверхностных волн можно наблюдать визуально, например на воде. Интерференцию акустических волн — на слух. Остальные случаи интерференции — с помощью соответстующего оборудования. Также интерференцию возможно смоделировать численно, с помощью вычислительной техники.
Если волны имеют разную частоту, то в интенсивности появится зависимость от времени, так как разность фаз таких волн будет постоянно изменяться (интерференционный член примет вид a\sin(\Delta\omega t + \Delta\phi), где \Delta\omega — разность частот, а \Delta\phi — разность фаз) . Это являение носит название нестационарной интерференции .
Практически нестационарная интерференция наблюдается когда разность частот мала по сравнению с частотой волн, что позволяет фиксировать мгновенное значение разности фаз. Такая интерференционная картина представляет биения интенсивности с разностной частотой . Такие биения различимы, например, при интерференции акустических волн от источников, расстроенных на величину порядка единиц герц — на слух это воспринимается как периодическое прерывание звука.
Не поженятся.
При направлении 90 градусов вообще никакого взаимодействия не будет.
Интерференция будет наблюдаться только при близкой частоте и сходном направлении.
При направлении 90 градусов вообще никакого взаимодействия не будет.
Интерференция будет наблюдаться только при близкой частоте и сходном направлении.
я думаю это всего лишь теория
Похожие вопросы
- Мир пронизан волнами разной частоты, какой формы должен быть коллектор чтоб уловить и в последствии преобразовать их???
- Скорость электромагнитных волн. Связь скорости и волны с длиной волны и частотой колебания. заранее спасибо!
- Что будет если столкнутся электромагнитные волны разных полюсов и как это проверить
- Поперечная волна с частотой 30Гц бежит по натянутому горизонтальному шнуру
- Опишите физическую закономерность формирования структур из частиц сыпучего вещества при действии звуков разной частоты?
- Почему в спектрах испускания разных атомов всплески интенсивности на разных частотах? У элементов различаются орбитали?
- Что можно сказать о длине волны и частоте светового луча при переходе его из воздуха в стекло?
- как преобразуются звуковые колебания в электрические? Почему при радиосвязи используют электрмагнит волны высокой частот
- Волны каких частот вредны для человека?
- почему в электромагнитных волнах есть частота?