4.5. Интерференция волн

Волны от точечного источника распространяются во все стороны (сферические волны). Геометрическое место точек, до которых к некоторому моменту времени дошло колебание, называется фронтом волны. Совокупность точек, колеблющихся в одинаковых фазах, образуетволновуюповерхность.

Волны обладают принципом суперпозиции, т.е. если в среде одновременно распространяются несколько волн, то они распространяются независимо друг от друга. Однако, в тех местах, где одни колебания накладываются на другие колебания, их амплитуды векторно складываются (см. рис.4.2). Наблюдаетсяинтерференция, в результате которой колебания в одних местах усиливаются, в других ослабляются.

Особый интерес представляет тот случай, когда источники испускают волны с одинаковой частотой ω (такие волны называются монохроматическими), одинакового направления и с постоянной во времени разностью фаз Δφ.Волны с одинаковой частотой ω и постоянной разностью фаз называются когерентными.

Вообще реальная волна, излучаемая в течение ограниченного промежутка времени и охватывающая ограниченную область распространения, не является монохроматической. Спектр ее частот имеет конечную ширину . Такую волну можно лишь ограниченное время τ считать монохроматической с частотой ω. Величина τ называетсявременем когерентности. За время τ разность фаз колебаний изменяется на π. Волна с циклической частотой ω и фазовой скоростьюVраспространится за это время на расстояниеd = V · τ, которое называетсядлиной когерентности. Например, для солнечного света, имеющего сплошной спектр в диапазоне частот отдоиd~1мкм. Для лазеров непрерывного действияиd~10³м.