Номер 4, страница 101 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

4. Происходило ли сложение волн при наложении друг на друга некогерентных волн? Почему?

4. Да, сложение волн происходит всегда, когда они накладываются друг на друга, независимо от того, когерентны они или нет. Этот фундаментальный физический принцип называется принципом суперпозиции.

Согласно принципу суперпозиции, в любой точке пространства, где распространяются несколько волн, результирующее смещение среды (или напряженность поля) является векторной суммой смещений, которые создавала бы каждая волна в отдельности в этой точке.

Однако результат этого сложения для некогерентных волн принципиально отличается от результата сложения когерентных волн. Причина кроется в разности фаз.

1. У когерентных волн разность фаз в любой точке пространства постоянна во времени. Благодаря этому в пространстве образуется устойчивая интерференционная картина: чередование областей, где волны усиливают друг друга (максимумы интенсивности), и областей, где они ослабляют друг друга (минимумы интенсивности).

2. У некогерентных волн разность фаз изменяется во времени случайным образом и очень быстро. В каждый отдельный момент времени суперпозиция по-прежнему выполняется, и мгновенная картина усилений и ослаблений существует. Но эта картина постоянно и хаотично меняется. Никакой прибор или человеческий глаз не в состоянии зафиксировать эти сверхбыстрые изменения. Мы наблюдаем лишь усредненный по времени результат.

При усреднении по времени эффект интерференции (усиления и ослабления) исчезает. В итоге результирующая интенсивность в любой точке оказывается равной просто сумме интенсивностей отдельных волн: $I_{рез} = I_1 + I_2$. Именно поэтому, когда на нас светит несколько обычных лампочек (некогерентных источников), мы не видим интерференционных полос, а просто становится светлее.

Таким образом, сложение волн происходит, но устойчивая интерференционная картина не наблюдается. Вместо этого происходит сложение интенсивностей.

Ответ: Да, сложение (суперпозиция) некогерентных волн происходит. Однако из-за быстрой и случайной смены разности фаз между волнами не образуется устойчивая интерференционная картина. В результате наблюдается лишь сложение интенсивностей этих волн.