Когерентные волны

Предмет: Физика
Раздел: Оптика — Интерференция и дифракция света

Задание 54

Вопрос:
Когерентные волны — это волны, …

Анализ:
Когерентность волн означает, что разность фаз между ними остаётся постоянной во времени. Это возможно, если волны:

• имеют одинаковую частоту (неизменную во времени),
• постоянную разность фаз,
• одинаковую амплитуду (для идеального случая, но это не строго обязательно).

Правильный ответ:
3. Частоты которых не меняются со временем, разность фаз которых не зависит от времени, амплитуды которых одинаковы.

Задание 111

Вопрос:
В открытой части волнового фронта для точки наблюдения ( P ) уложилось пять зон Френеля. Амплитуды волн от всех зон одинаковы, интенсивность света в точке ( P ) была равна [I]. Если перекрыть вторую зону, то интенсивность света в точке ( P ) станет равна …?

Анализ:
Зоны Френеля дают чередующиеся вклады в амплитуду: первая усиливает, вторая ослабляет, третья усиливает и т.д.
Если амплитуды одинаковы, то их суммарный вклад примерно:

A = a_1 - a_2 + a_3 - a_4 + a_5

Если убрать вторую зону (отрицательный вклад), то амплитуда увеличится:

A' = a_1 + a_3 - a_4 + a_5

Это приведёт к увеличению интенсивности.
Однако точное значение можно найти, если считать амплитуды одинаковыми:
Пусть каждая зона даёт амплитуду [a], тогда:

A = a - a + a - a + a = a
I = A^2 = a^2

Если убрать вторую зону:

A' = a + a - a + a = 3a
I' = (3a)^2 = 9a^2 = 9I

Ответ:
Интенсивность станет равна [9I].

Задание 66

Вопрос:
Если [k] — целое число, то интерференционный минимум двух когерентных волн наблюдается при разности фаз колебаний вектора [E], равном …

Анализ:
Интерференционный минимум наблюдается, когда волны приходят в противофазе. Это происходит при разности фаз:

\Delta \varphi = (2k + 1)\pi

где [k] — целое число.

Правильный ответ:
(2k + 1)\pi

Ответы:

• Задание 54: Вариант 3
• Задание 111: [9I]
• Задание 66: [(2k + 1)\pi]