이 기사에서는 간섭과 같은 물리 현상, 즉 그것이 무엇인지, 언제 발생하며 어떻게 적용되는지 살펴 봅니다. 또한 파동 물리학 (회절)의 관련 개념을 자세히 설명합니다.
파도의 종류
책이나 대화에 단어가 나타날 때"파도", 그러면 일반적으로 바다가 즉시 나타납니다. 파란색 창공, 엄청난 거리, 해안을 따라 잇달아 짠 둑이 이어집니다. 대초원의 주민들은 다른 견해를 상상할 것입니다. 끝없이 펼쳐진 풀은 산들 바람 아래서 흔들립니다. 다른 누군가는 맑은 날에 무거운 커튼의 주름이나 깃발의 흔들림을 보며 파도를 기억할 것입니다. 수학자는 전자기 진동에 대한 라디오 광신자 인 사인파에 대해 생각할 것입니다. 그들 모두는 성격이 다르며 다른 종에 속합니다. 그러나 한 가지는 분명합니다. 파동은 평형에서 벗어난 상태이며, "부드러운"법칙을 진동하는 법칙으로 변환하는 것입니다. 간섭과 같은 현상이 적용되는 것은 그들에게 있습니다. 무엇이며 어떻게 발생하는지 잠시 후에 고려할 것입니다. 먼저 파동이 무엇인지 알아 봅시다. 다음 유형을 나열합니다.
- 기계적;
- 화학 물질;
- 전자기;
- 중력;
- 회전;
- 확률 적.
물리적으로 파도는 에너지를 전달합니다.그러나 질량도 이동합니다. 물리학에서 간섭이 무엇인지에 대한 질문에 답할 때, 그것은 절대적으로 모든 자연의 파도의 특징이라는 점에 유의해야합니다.
웨이브 차이의 징후
이상하게도 파동에 대한 단일 정의는 없습니다. 그들의 유형은 매우 다양하여 12 개 이상의 분류 유형이 있습니다. 파동을 구별하는 기준은 무엇입니까?
- 환경에서 전파하는 방법 (달리기 또는 서기).
- 파동 자체의 특성에 따라 (진동 및 솔리톤은이 기능에 대해 정확히 다릅니다).
- 매체의 분포 유형별 (세로, 가로).
- 선형성 (선형 또는 비선형) 정도 기준.
- 전파되는 매체의 특성에 따라 (불연속, 연속).
- 모양 (평면, 구형, 나선형).
- 전파의 물리적 매체의 특성 (기계적, 전자 기적, 중력 적).
- 매체 입자의 진동 방향 (압축 또는 전단파).
- 매질을 자극하는 데 걸리는 시간 (단일, 단색, 웨이브 패킷).
그리고 이러한 환경 장애의 모든 유형에 적용 가능간섭. 이 개념의 특별한 점과이 현상이 우리의 세계를있는 그대로 만드는 이유는 파도의 특성을 가져 와서 말씀 드리겠습니다.
웨이브 특성
파도의 유형과 유형에 관계없이 모두 공통된 특성을 가지고 있습니다. 다음은 목록입니다.
- 빗은 일종의 최대입니다. 압축 파의 경우 매체의 밀도가 가장 높은 곳입니다. 평형 상태에서 진동의 가장 큰 양의 편차를 나타냅니다.
- 중공 (경우에 따라 계곡)은 능선 개념의 반대입니다. 평형 상태에서 가장 큰 음의 편차 인 최소값입니다.
- 시간 주기성 또는 주파수는 파동이 한 최대 값에서 다른 최대 값으로 이동하는 데 걸리는 시간입니다.
- 공간 주기성 또는 파장은 인접한 피크 사이의 거리입니다.
- 진폭은 봉우리의 높이입니다. 파동 간섭이 무엇인지 이해하는 데 필요한 것은 바로이 정의입니다.
우리는 파동을 아주 자세히 조사했습니다.왜냐하면 "간섭"의 개념은 환경의 교란과 같은 현상에 대한 명확한 이해없이 설명 할 수 없기 때문입니다. 다시 말해 간섭은 파도에 대해서만 의미가 있습니다.
파도의 상호 작용
이제 우리는 개념에 가까워졌습니다."간섭": 그것이 무엇인지, 언제 발생하고 그것을 정의하는 방법. 위의 모든 유형, 유형 및 파도의 특성은 이상적인 경우에 속합니다. 이것은 "진공 속의 구형 말", 즉 현실 세계에서는 불가능한 일부 이론적 구성에 대한 설명이었습니다. 그러나 실제로 주변의 모든 공간에는 다양한 파도가 스며 듭니다. 빛, 소리, 열, 라디오, 화학 과정은 환경의주기적인 진동입니다. 그리고이 모든 파도가 상호 작용합니다. 한 가지 특징을 주목해야합니다. 서로 영향을 미치기 위해서는 유사한 특성을 가져야합니다.
소리의 파도는 결코빛을 방해하고 전파는 어떤 식 으로든 바람과 상호 작용하지 않습니다. 물론 여전히 영향이 있지만 그 영향이 단순히 고려되지 않을 정도로 작습니다. 즉, 빛의 간섭이 무엇인지 설명 할 때 하나의 광자가 만나면 다른 광자에 영향을 미친다고 가정합니다. 그래서, 더 자세히.
간섭
많은 유형의 파도에 대해 원칙이 적용됩니다.중첩 : 공간의 한 지점에서 만나 상호 작용합니다. 에너지 교환은 진폭의 변화에 표시됩니다. 상호 작용의 법칙은 다음과 같습니다. 두 개의 최대 값이 한 지점에서 만나면 최종 파동에서 최대 값의 강도는 두 배가됩니다. 최대 값과 최소값에 도달하면 결과 진폭이 사라집니다. 이것은 빛과 소리의 간섭이 무엇인지에 대한 명확한 대답입니다. 본질적으로 이것은 중첩 현상입니다.
다른 특성을 가진 파도의 간섭
위에서 설명한 이벤트는 두 사람의 만남을 나타냅니다.선형 공간에서 동일한 파동. 그러나 두 개의 반대파는 서로 다른 주파수, 진폭 및 길이를 가질 수 있습니다. 이 경우 최종 사진을 제시하는 방법은 무엇입니까? 대답은 결과가 정확히 파도처럼 보이지 않을 것이라는 사실에 있습니다. 즉, 고점과 저점의 엄격한 순서가 위반됩니다. 어떤 순간에는 진폭이 최대가되고 다음 단계는 이미 적고 최대와 최소가 만나 결과가 0으로 바뀝니다. 그러나 두 파동의 차이가 아무리 강하더라도 진폭은 조만간 계속 반복됩니다. 수학에서는 무한대를 말하는 것이 일반적이지만 실제로는 마찰력과 관성의 힘이 산봉우리, 계곡 및 평야의 패턴이 반복되기 전에 생성되는 파동의 존재 자체를 멈출 수 있습니다.
비스듬히 만나는 파도의 간섭
그러나 자신의 특성 외에도 실제공간에서 파도 위치가 다를 수 있습니다. 예를 들어, 사운드 간섭을 고려할 때이를 고려해야합니다. 한 소년이 걷고 휘파람을 불고 있다고 상상해보십시오. 그는 그의 앞에 음파를 보냅니다. 그리고 자전거를 탄 다른 소년은 그를 지나쳐 보행자가 물러나도록 종을 울립니다. 이 두 음파가 만나는 지점에서 특정 각도로 교차합니다. 예를 들어 할머니 마샤의 씨앗에서 가장 가까운 상인에게 날아갈 공기의 최종 진동의 진폭과 모양을 계산하는 방법은 무엇입니까? 이것은 음파의 벡터 구성 요소가 작동하는 곳입니다. 그리고이 경우 진폭의 크기뿐만 아니라 이러한 진동의 전파 벡터도 더하거나 빼야합니다. 우리는 할머니 마샤가 시끄러운 아이들에게 너무 크게 외치지 않기를 바랍니다.
편광이 다른 빛의 간섭
또한 한 지점에서 만나는 일도 발생합니다.다른 편광의 광자. 이 경우 전자기 진동의 벡터 구성 요소도 고려해야합니다. 서로 수직이 아니거나 광선 중 하나에 원형 또는 타원형 편광이 있으면 상호 작용이 가능합니다. 결정의 광학적 순도를 결정하는 몇 가지 방법은이 원리를 기반으로합니다. 수직으로 편광 된 빔에는 상호 작용이 없어야합니다. 그림이 왜곡되면 크리스탈이 불완전하고 빔의 편광이 변경되어 잘못 성장했음을 의미합니다.
간섭 및 회절
두 광선의 상호 작용은결과적으로 관찰자는 일련의 밝은 (최대) 및 어두운 (최소) 밴드 또는 링을 보게됩니다. 그러나 빛과 물질의 상호 작용에는 회절이라는 또 다른 현상이 수반됩니다. 그것은 다른 파장의 빛이 매질에 의해 다르게 굴절된다는 사실에 근거합니다. 예를 들어 파장이 300 나노 미터이면 편향 각은 10도이고 500 나노 미터이면 이미 12 도입니다. 따라서 태양 광선의 빛이 석영 프리즘에 떨어지면 빨간색은 보라색과 다르게 굴절됩니다 (파장이 다릅니다). ) 관찰자는 무지개를 본다. 이것은 빛의 간섭과 회절이 무엇이며 어떻게 다른가에 대한 답입니다. 레이저의 단색 복사를 동일한 프리즘으로 보내면 다른 파장의 광자가 없기 때문에 무지개가 없습니다. 빔은 단순히 전파의 원래 방향에서 약간의 각도만큼 벗어나게됩니다.
간섭 현상의 실제 적용
이 순수한 이론적 현상에서 실용화 할 수있는 많은 기회가 있습니다. 여기에는 주요 항목 만 나열됩니다.
- 결정의 품질 연구. 우리는 이것에 대해 조금 더 이야기했습니다.
- 렌즈 오류 식별. 그들은 종종 완벽한 구형으로 연마되어야합니다. 간섭 현상의 도움으로 결함의 존재를 정확하게 감지합니다.
- 필름 두께 결정.일부 유형의 생산에서 일정한 필름 두께는 플라스틱과 같이 많은 것을 의미합니다. 품질을 결정할 수있게하는 것은 회절과 함께 간섭 현상입니다.
- 광학 계몽.안경, 카메라 렌즈 및 현미경은 얇은 필름으로 덮여 있습니다. 따라서 특정 길이의 전자파는 단순히 반사되고 중첩되어 간섭을 줄입니다. 대부분의 경우 깨달음은 광학 스펙트럼의 녹색 부분에서 이루어집니다. 인간의 눈이 가장 잘 인식하는 영역이기 때문입니다.
- 우주 탐사. 간섭의 법칙을 알고있는 천문학 자들은 밀접하게 간격을두고있는 두 개의 스펙트럼을 분리하고 그 구성과 지구까지의 거리를 결정할 수 있습니다.
- 이론적 연구.예전에는 간섭 현상의 도움으로 전자와 양성자와 같은 기본 입자의 파동 특성을 증명할 수있었습니다. 이것은 마이크로 세계의 파동 입자 이중성 가설을 확인하고 양자 시대의 토대를 마련했습니다.
이 기사를 통해 귀하의 지식이일관된 (일정한 위상차와 동일한 주파수를 가진 소스에 의해 방출되는) 파동의 중첩이 크게 확장되었습니다. 이 현상을 간섭이라고합니다.
