Номер 3, страница 206 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 4. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 48. Свойства электромагнитных волн - номер 3, страница 206.

Условие.

3. Как продемонстрировать интерференцию электромагнитных волн?

Решение.

Интерференция — это явление взаимного усиления или ослабления двух или нескольких когерентных волн при их наложении друг на друга. Для демонстрации интерференции электромагнитных волн необходимо создать условия, при которых волны от нескольких источников являются когерентными, то есть имеют одинаковую частоту и постоянную во времени разность фаз. Вот несколько способов это сделать.

1. Опыт Юнга для видимого света

Это классический эксперимент, доказывающий волновую природу света.
Схема опыта: Пучок монохроматического света (света с одной длиной волны, например, от лазера) направляется на экран с двумя очень узкими и близко расположенными параллельными щелями. Эти щели становятся двумя когерентными источниками вторичных волн. На втором экране, расположенном на некотором расстоянии, наблюдается результат наложения этих волн.
Результат: Наблюдается интерференционная картина — чередование светлых и темных полос.
Объяснение:
• Светлые полосы (максимумы) возникают в тех точках экрана, куда волны от обеих щелей приходят в одинаковой фазе и усиливают друг друга. Это происходит, когда разность хода волн $ \Delta d $ равна целому числу длин волн $ \lambda $: $ \Delta d = k \lambda $, где $ k = 0, \pm 1, \pm 2, ... $
• Темные полосы (минимумы) появляются там, куда волны приходят в противофазе и гасят друг друга. Это происходит, когда разность хода равна нечетному числу полуволн: $ \Delta d = (2k+1) \frac{\lambda}{2} $, где $ k = 0, \pm 1, \pm 2, ... $

2. Интерференция в тонких пленках

Ярким примером интерференции в природе является радужная окраска мыльных пузырей или нефтяных пятен на воде.
Объяснение: Свет, падающий на тонкую пленку, частично отражается от ее внешней поверхности, а частично проходит внутрь и отражается от внутренней поверхности. Два отраженных луча являются когерентными и, накладываясь, интерферируют. В зависимости от толщины пленки и угла наблюдения, волны определенного цвета (длины волны) усиливаются, а другие — ослабляются. Именно поэтому мы видим разноцветные переливы.

3. Опыт с радиоволнами или микроволнами

Интерференцию можно продемонстрировать не только для света, но и для других видов электромагнитных волн.
Схема опыта: Используются две антенны, подключенные к одному генератору высокочастотных колебаний. Они излучают когерентные радио- или микроволны. В пространстве перед антеннами перемещают приемник, который измеряет интенсивность волн.
Результат: При перемещении приемника будут зафиксированы точки с максимальной интенсивностью сигнала (конструктивная интерференция) и точки, где сигнал практически отсутствует (деструктивная интерференция). Совокупность этих точек образует в пространстве интерференционную картину, аналогичную полосам в опыте Юнга.

Ответ: Продемонстрировать интерференцию электромагнитных волн можно с помощью экспериментов, создающих два или более когерентных источника волн. Наиболее известные примеры: 1) опыт Юнга, в котором свет от одного источника пропускается через две щели, что приводит к образованию на экране интерференционной картины из светлых и темных полос; 2) наблюдение радужной окраски тонких пленок (мыльных пузырей, нефтяных пятен), вызванной наложением световых волн, отраженных от их внешней и внутренней поверхностей; 3) использование двух когерентных антенн, излучающих радиоволны, и приемника, который регистрирует в пространстве области усиления и ослабления сигнала.