fale mechaniczne 4

DRGANIA I FALE MECHANICZNE
FALE MECHANICZNE

Dyfrakcja i interferencja fal

	dyfrakcja na szczelinie

Zjawisko dyfrakcji polega na zmianie kierunku rozchodzenia się fali wtedy gdy fala przechodzi przez szczelinę (otwór) lub napotka na swej drodze krawędź przeszkody.

	dyfrakcja na krawędzi

Zjawisko obserwuje się wyraźnie wtedy gdy rozmiary szczeliny (przeszkody) są porównywalne z długością fali. Po przejściu przez szczelinę fala rozchodzi się we wszystkich kierunkach (np. dźwięki słyszane za drzwiami) czyli jak fala kulista (na płaszczyźnie - kolista). Wyjaśnienie zjawiska opiera się o zasadę HUYGENSA "każdy punkt ośrodka, do którego dociera fala, staje się źródłem nowej, elementarnej fali kulistej".

Zjawisko interferencji zachodzi podczas nakładania się fal tzw. spójnych, czyli fal o tych samych częstotliwościach, długościach poruszających się z tymi sami prędkościami (identyczne fale) różniących się jedynie przebytą drogą (mające stałą różnicę faz). Takie fale można uzyskać mając dwa identyczne źródła lub jedno źródło fali przechodzącej przez dwie (lub więcej) szczeliny.

	interferencja dwu źródeł

	interferencja dwu szczelin

Wynikiem nałożenia fal spójnych jest wzmocnienie lub wygaszenie fal. Wzmocnienie obserwuje się gdy różnica dróg przebytych przez fale jest całkowitą wielokrotnością długości fali, czyli s₂ - s₁ = nl, gdzie n = 0, 1, 2, 3, 4, ... i oznacza numer wzmocnienia (rząd).
Gdy różnica dróg przebytych przez fale jest nieparzystą wielokrotnością połówek długości fali, wtedy nastąpi wygaszenie fal:
Szczególnym przypadkiem interferencji jest wynik nałożenia fali odbitej z falą padającą. Taka fala jest falą stojącą, której charakterystyczne miejsca tzw. węzły (wygaszenie) i strzałki (wzmocnienie) znajdują się w odległości od siebie.


Takie fale wytwarzane są w strunach i słupach powietrza instrumentów muzycznych.