Интерференция электрических волнДля наблюдения ин­терференции электромагнитных волн можно установить рупор передатчика перпендикулярно поверхности металлической пласти­ны и поместить между антенной передатчика и пластиной преем­ник волн. Приемник регистрирует результат сложения электромагнитных волн, идущих от передатчика и отраженных от пластины. Опыт показывает, что при перемещении приемника по прямой между антенной передатчика и пластиной амплитуда регистрируемых колебаний периодически увеличивается и умень­шается, т. е. обнаруживается интерференция.

Возникновение интерференции в подобном опыте было ре­шающим фактором при открытии электромагнитных волн Герцем. Установив вибратор в фокусе вогнутого цилиндрического зеркала и отражающую металлическую стенку на расстоянии 6 — 10 м от вибратора, он обнаружил, что интерференционные максимумы наблюдаются на расстоянии примерно 33 см, 65 см н 98 см от стенки. Искры во вторичном контуре наблюдались в тех местах комнаты, в которые первичная и отраженная электромаг­нитные волны приходили в одинаковой фазе, и амплитуда коле­баний напряженности поля была максимальной. Расстояние меж­ду двумя соседними интерференционными максимумами равно половине длины электромагнитной волны. Следовательно, длина волны в опыте была равна примерно 66 см.

По известной частоте электромагнитных колебаний в контуре v = 4,6*108 Гц и измеренному значению длины электромагнитной волны Герц определил скорость распространения электромаг­нитных волн:

c = v = 66*4,6*108 см/с = 3,06*1010 см/с. (1)

Она оказалась равной примерно 300000 км/с, как и предска­зывал Максвелл. Этот результат был важным экспериментальным подтверждением гипотезы Максвелла о существовании электро­магнитных волн.

Интерференция и закон сохранения энергии.

Существование интерференционных минимумов в местах встречи волн с противо­положными фазами ставит вопрос о выполнимости закона сохра­нения энергии в волновых процессах. Куда исчезает энергия двух волн в местах интерференционных минимумов?

Если рассматривать колебания только в одной точке, то на такой вопрос нельзя дать правильный ответ. Но распространениe волн нельзя рассматривать как совокупность независимых колебаний в отдельных точках пространства. Сущность волнового процесса заключается в передаче энергии колебаний из одних точек пространства в другие и так далее. При интерференции волн в местах интерференционных минимумов энергия резуль­тирующих колебаний действительно меньше суммы энергий двух интерферирующих волн. Но в местах интерференционных макси­мумов энергия результирующих колебании превышает сумму энер­гий интерферирующих волн ровно на столько, на сколько уменьшилась энергия в местах интерференционных минимумов. При интерференции волн энергия колебаний перераспределяется в пространстве, при этом закон сохранения энергии строго вы­полняется.



Загрузка...

Яндекс.Метрика Google+