Номер 3, страница 222 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 6. Электромагнитная природа света. Параграф 53. Интерференция волн. Вопросы - номер 3, страница 222.

Условие.

3. Что такое интерференция волн?

Решение.

3. Интерференция волн — это явление пространственного перераспределения энергии при наложении двух или нескольких когерентных волн. В результате этого явления в одних точках пространства наблюдается устойчивое усиление колебаний, а в других — их ослабление. Интерференция является фундаментальным свойством волн и наблюдается для волн любой природы: механических (звук, волны на воде), электромагнитных (свет, радиоволны) и других.

В основе явления лежит принцип суперпозиции: если в какой-либо точке пространства распространяются несколько волн, то результирующее смещение частицы среды в этой точке равно векторной сумме смещений, которые сообщала бы ей каждая из волн в отдельности.

Условием для возникновения устойчивой во времени интерференционной картины является когерентность волн. Это означает, что волны должны иметь одинаковую частоту, и разность их фаз в любой точке пространства должна оставаться постоянной с течением времени.

Различают два предельных случая интерференции:

• Конструктивная интерференция (максимум): Происходит в тех точках, куда волны приходят в одинаковой фазе. В этом случае гребни одной волны накладываются на гребни другой, и амплитуда результирующего колебания максимальна (равна сумме амплитуд исходных волн). Условие для максимума интерференции заключается в том, что разность хода волн $\Delta d$ от источников до точки наблюдения равна целому числу длин волн $\lambda$:
  $\Delta d = k \lambda$, где $ k = 0, \pm 1, \pm 2, ... $
  Разность фаз $\Delta \varphi$ при этом равна четному числу $\pi$:
  $\Delta \varphi = 2k \pi$
• Деструктивная интерференция (минимум): Происходит в тех точках, куда волны приходят в противофазе. В этом случае гребни одной волны накладываются на впадины другой, и амплитуда результирующего колебания минимальна (равна модулю разности амплитуд исходных волн). Если амплитуды волн одинаковы, то происходит их полное взаимное гашение. Условие для минимума интерференции заключается в том, что разность хода волн равна нечетному числу полуволн:
  $\Delta d = (2k+1)\frac{\lambda}{2}$, где $ k = 0, \pm 1, \pm 2, ... $
  Разность фаз $\Delta \varphi$ при этом равна нечетному числу $\pi$:
  $\Delta \varphi = (2k+1)\pi$

В результате в пространстве образуется стационарная картина чередующихся максимумов и минимумов интенсивности, которая называется интерференционной картиной.

Ответ: Интерференция волн — это явление наложения когерентных волн, приводящее к устойчивому во времени пространственному перераспределению энергии колебаний с образованием областей максимумов и минимумов амплитуды.