Номер 2, страница 137 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

2. Что называют интерференцией?

2. Интерференция — это явление перераспределения интенсивности волн (например, света, звука или волн на воде) в пространстве при их наложении друг на друга. В результате этого наложения в одних точках пространства происходит усиление волн (конструктивная интерференция), а в других — ослабление (деструктивная интерференция). Это приводит к образованию устойчивой картины чередующихся областей с максимальной и минимальной интенсивностью, которая называется интерференционной картиной.

Когерентность как необходимое условие

Для наблюдения устойчивой интерференционной картины необходимо, чтобы накладывающиеся волны были когерентными. Это означает, что волны должны удовлетворять двум условиям:

1. Они должны иметь одинаковую частоту (и, соответственно, длину волны).

2. Разность их фаз в любой точке пространства должна оставаться постоянной во времени.

На практике когерентные волны получают путем разделения одной волны от источника на две или более части (например, с помощью щелей, зеркал или тонких пленок), которые затем, пройдя разные оптические пути, сводятся вместе.

Математические условия интерференции

Результат сложения волн в точке наблюдения определяется разностью хода $\Delta r$, то есть разностью расстояний, пройденных волнами от их источников до этой точки.

Условие максимума (конструктивная интерференция):
Если разность хода равна целому числу длин волн ($\lambda$), то колебания, приходящие в данную точку, усиливают друг друга. В этих точках наблюдаются максимумы интенсивности.
$\Delta r = k \lambda$, где $k = 0, \pm 1, \pm 2, \dots$

Условие минимума (деструктивная интерференция):
Если разность хода равна нечетному числу полуволн, то колебания ослабляют (гасят) друг друга. В этих точках наблюдаются минимумы интенсивности.
$\Delta r = (2k + 1) \frac{\lambda}{2}$, где $k = 0, \pm 1, \pm 2, \dots$

Проявления и применение интерференции

Интерференция — это универсальное волновое явление, наблюдаемое для волн любой природы. В повседневной жизни и технике можно встретить множество ее проявлений:

- Радужные цвета на тонких пленках (мыльные пузыри, масляные пятна на воде, оксидные пленки на металлах). Цвет зависит от толщины пленки и угла наблюдения, так как от них зависит разность хода лучей, отраженных от верхней и нижней поверхностей пленки.

- "Кольца Ньютона" — интерференционная картина в виде концентрических колец, возникающая в тонком воздушном зазоре между плоскопараллельной пластиной и соприкасающейся с ней линзой.

- Принцип действия просветленной оптики, где на линзы наносят тонкую пленку для уменьшения отражения света за счет деструктивной интерференции отраженных лучей.

- Работа интерферометров — высокоточных измерительных приборов, используемых в науке и технике (например, в астрономии для измерения угловых размеров звезд или в гравитационно-волновых обсерваториях LIGO и Virgo для детектирования гравитационных волн).

Ответ: Интерференцией называют явление сложения когерентных волн, приводящее к устойчивому во времени пространственному перераспределению интенсивности этих волн, при котором в одних точках наблюдаются максимумы, а в других — минимумы интенсивности.