Что вызывает появление светлых и тёмных областей?

Там, где гребни от обоих источников встречаются в фазе, амплитуды складываются (конструктивная интерференция); там, где они приходят в противофазе, происходит гашение и амплитуда уменьшается (деструктивная интерференция).

Интерференция волн

Два источника, создающие картину максимумов и минимумов. Двумерный волновой бассейн.

Источники (низ ванны)

L — длина стороны квадратной ванны (все расстояния в долях L).

f и λ

Математическая модель: связь v = fλ не навязана — k = 2π/λ и ω = 2πf задаются независимо (удобно для картинки, но путает, если ожидается один «срез» среды).

Разнос d (слайдер)0.42 L

Длина волны λ0.18 L

Частота возбуждения f1.2 Hz

Фаза S₂ относительно S₁ (φ₂−φ₁)0 °

Сила источника1

Усиление картинки1.15

Цилиндрическое затухание 1/√rЛинии конструктивной / деструктивной интерференции

Суперпозиция η = η₁ + η₂ с ηᵢ ∝ sin(kr − ωt + φᵢ) (опционально геометрическое затухание). Подсказки: kΔr + Δφ ≈ 0 (ярче) или π (темнее) при равных |A|. Тяните S₁ и S₂ на ванне.

Горячие клавиши

Пробел или Enter — пауза / продолжить
R — сброс времени

Измеренные величины

k = 2π/λ34.9071/L

ω = 2πf7.540rad/s

v = fλ0.2160L/s

|S₂−S₁|0.420 L

λ/d0.429

Шаг интерференционных полос на экране в дальней зоне порядка (λ/d)·R (малый угол, Юнг).

Графики

О модели

Два когерентных источника в двумерном пространстве создают интерференционную картину из областей усиления и ослабления волн. Изменяйте расстояние между источниками и длину волны, чтобы увидеть, как меняется расстояние между интерференционными полосами.

Для кого: Физическая оптика и волны; опыт Юнга и анализ разности хода.

Ключевые понятия

интерференция
разность хода
усиление (конструктивная)
ослабление (деструктивная)
когерентность

Как это работает

Два когерентных точечных источника в квадратном волновом лотке (вид сверху). Поле есть сумма двух расходящихся круговых волн; интерференция создаёт квазигиперболические узловые линии и искривлённые максимумы. Переключатель затухания имитирует цилиндрическое расхождение.

Основные формулы

η = A₁ sin(kr₁ − ωt + φ₁) + A₂ sin(kr₂ − ωt + φ₂)

Δr = r₂ − r₁: при φ₁ = 0 яркие зоны при kΔr + φ₂ ≈ 2πn, тёмные при kΔr + φ₂ ≈ (2n+1)π (равные |A|). Юнг: шаг полос ∝ λ/d.

Часто задаваемые вопросы

Что вызывает появление светлых и тёмных областей?: Там, где гребни от обоих источников встречаются в фазе, амплитуды складываются (конструктивная интерференция); там, где они приходят в противофазе, происходит гашение и амплитуда уменьшается (деструктивная интерференция).

Близкие темы рядом (в том числе из смежных разделов) — или все 37 в «Волны и звук».

Вся категория →

НовоеШкольные

Акустическая фазированная решётка (линейная)

Запустить симулятор

N источников, шаг d/λ и фазовый градиент: управление направлением «луча» звука/гидролокации (множитель решётки).

Школьные

Частота биений

Запустить симулятор

Две немного различающиеся частоты создают слышимые биения.

НовоеШкольные

Активное шумоподавление (1D)

Запустить симулятор

Два тона одинаковой частоты: амплитуды и фаза; сумма по СКЗ (RMS) в сравнении с идеальным сдвигом фазы на π. Демонстрация деструктивной интерференции.

НовоеШкольные