LINUX.ORG.RU

Гашение волны в результате интерференции, куда девается энергия?

 


1

2

сабж

Допустим у нас каноничный интерферометр: когерентный луч от лазера разделяется системой зеркал, и проходя расстояние складывается на выходе:

           b    c
1)         /->--\
           |    |
           |    | 
Лазер -->--/->--\--->-
           a    d

если расстояние = длина волны (N + 1/2) то луч складывается в противофазе и полностью гасится на выходе (верно?):

           b    c
2)         /->--\
           |    |
           |    | 
Лазер -->--/->--\
           a    d

Куда при гашении девается энергия? Или просто всё уходит в отражение от зеркала 'd' вот так:

           b    c
3)         /->--\
           |    |
           |    | 
Лазер -->--/->--\
           a    | d
                |

?

Deleted

Последнее исправление: Deleted (всего исправлений: 2)

Если рассмотреть идеальный одномерный случай, то энергия уходит обратно в источник. Т.е. получается идеальное зеркало.

ArtSh ★★★
()

А если звуковая волна так же фаза находит на противофазу, то куда девается энергия?

Bad_ptr ★★★★★
()

Никуда не девается. Просто приобретает необнаруживаемую форму. Если использовать какой-то подходящий поляризационный фильтр то снова получим обнаруживаемый луч.

cvv ★★★★★
()

Гашение волны в результате интерференции

По научному: интерференция © когерентных волн не гасит, а перераспределяет их энергию, которую можно обнаружить волновыми фазовыми пластинами λ/2 и λ/4 ©.

По простому: стоячие волны «устаканиваются» :)

quickquest ★★★★★
()

Что ты тут подразумеваешь под энергией?

i-rinat ★★★★★
()

то луч складывается в противофазе и полностью гасится на выходе (верно?)

Нет, не верно. Чуток погасится, но эту величину и замерить сложно. Детектор просто не замечает буйство кинетических энергий потому что его внутренняя механическая прочность позволяет игнорировать такие величины, а векторы ударов взаимно компенируются и не приводят к результату, который индентифичируется как «детектор зафиксировал свет».

Если объяснить на примере, то представим гирю из прочного сплава, по которой с двух сторон, навстречу друг другу, с одинаковой скоростью летят одинаковые молотки и одновременно ударяют по гире. Та не двигается с места, потому что удары компенсировались, её механической прочности хватило чтобы это выдержать, а всякие побочные эффекты типа шума и вибрации никто не фиксировал. Для ненаблюдательного наблюдателя ударов двух молотков по гире как бы и не было, он даже может подумать что их энергия равна нулю и куда-то пропала.

Такая же история происходит и в световом луче при складывании противофаз: кинетическая энергия никуда не исчезает, но её трудно зафиксировать благодаря особенностям детектора. ИМХО, чтобы такой «невидимый» свет зафиксировать, его надо собрать в точке пространства очень много и посмотреть, какие побочные эффекты он создаст - если детекторы не смогут игнорировать компенсирующие удары, то хотя бы температура должна возрасти.

Napilnik ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Napilnik

Какие они стоячие, если летят с огромной скоростью.

Сами волны — бегучие, а стоячая (стационарная) ихняя интерференция.

quickquest ★★★★★
()

По-моему там все

По-моему (а у меня специальность 01.04.05) чуть сложнее с идеологической точки зрения. В грубом приближении (при рассмотрении дифракции Фраунгофера и интеграла Френеля) начинают рассмотрение либо с плоско-параллельной, либо сферических волн. Каждая из которых монохроматична и бесконечна по времени и записывается типа exp(-i(kr-wt)). Если написать две такие волны (или одну, проходящую через экран с отверстием), то уже будет получаться интерференция/дифракция и «рождение/исчезание энергии». При этом исходные волны энергию не несут вроде-бы: энергия появится только с написанием вектора Пойнтинга, либо при наличии набора волн и их групповых скоростей.

Пример с лазером правильный, но сильно сложный; нужно начать разбираться с более простой «картины».

sshestov ★★
()
Ответ на: комментарий от ArtSh

Если честно

Прогуливали, конечно. И на парах, и в аспирантуре. И, в особеенности, в своей дальнейшей профессиональной карьере. Вы расскажите пожалуйста. Особенно хочу посмотреть (причем вмолне серьезно, без иронии) где и как в простейшем одномерном случае в волне сидит энергия (давайте применять или гармоническую, или мою вышеупомянутую экспоненту).

Также предлагаю обратить внимание на то, что вопрос «исчезания/появления» энергии остается в силе даже при отсутствии фильтров и/или зеркал. Интерференция может происходить и без них.

sshestov ★★
()
Ответ на: Если честно от sshestov

Ответ в первом сообщении. Энергия отражается. В первом приближении достаточно положить энергию пропорциональной квадрату Е, т.е. пропорционально интенсивности.

ArtSh ★★★
()
Последнее исправление: ArtSh (всего исправлений: 2)
Ответ на: комментарий от ArtSh

Хорошо, давайте чуть изменим задачу

(тем более что в примере с лазерами зеркала стоят под 45 и назад ничего не отражается)

Итак, на экран с отверстием падает плоско-параллельная волна и мы наблюдаем интенсивность на некотором удалении. Изменяя размер экрана мы открываем разное кол-во зон Френеля, меняя интенсивность в точке наблюдения (исследуем спираль Корню). Вопрос: как это вдруг меняется интенсивность света (те энергия в ед. времени) в точке наблюдения? Размеры экрана меняются в одну сторону и ничего назад не отражается.

sshestov ★★
()

Чтобы с абсолютной точностью сложить две волны в противофазе, у них должен быть один и тот же источник. Если это так, то в этом источнике вся энергия и выделится, так или иначе. А если источники хоть немного отстоят друг от друга, то и точного наложения не получится, и мы получим интерференционную картину: где-то действительно ноль, а где-то наоборот удвоенная интенсивность, а в сумме то же самое.

morse ★★★★★
()

Вот тебе вопрос полегче: с наклонной плоскости под действием силы тяжести скатывается лента конечной длины скрученная в рулон, один конец которой закреплён в точке начала движения этого рулона. Куда денется кинетическая энергия, когда лента размотается полностью?

grem ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от olegd

а если не в вакууме, то ещё и в звуковую волну

просто вспомнилось.

хм, а что будет, если в вакууме и лента и поверхность абсолютно нетеплопроводные? о_О

grem ★★★★★
()

Стоячая волна практически не переносит энергию. В идеальном случае совсем. В случае неидеальности зеркал будет небольшой их нагрев.

peregrine ★★★★★
()
Последнее исправление: peregrine (всего исправлений: 1)
Ответ на: Если честно от sshestov

И на парах, и в аспирантуре.

Это я один на парах спал? (На самом деле нет, если только не первая и не супер скучная).

peregrine ★★★★★
()
Последнее исправление: peregrine (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от grem

Придется запускать дебаггер и перезагружать вселенную, чтобы найти ошибки. Ну или рулон не будет деформируемым.

peregrine ★★★★★
()

Энергия интерферирующих волн перераспределяется из узлов в пучности. Общая энергия волн, таким образом, представляет собой распределённую интерференсную картину.

iZEN ★★★★★
()

Куда при гашении девается энергия?

В противофазе на первый взгляд кажется, что энергия обеих волн пропала. А по сути энергия одной волны уходит на противодействие возмущению, вызванному другой волной.

gag ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от grem

а что будет, если в вакууме и лента и поверхность абсолютно нетеплопроводные?

Тогда прогреется очень тонкий слой. Если энергии будет очень много, а слой очень тонкий, то он испарится, унося лишнюю энергию.

olegd ★★★
()
Ответ на: комментарий от peregrine

Не волнуйся, моё о тебе давно, как о стукаче.

Napilnik ★★★★★
()
11 октября 2018 г.
Ответ на: комментарий от grem

В работу силы трения уйдет. А куда именно - в тепло или еще куда - тут уж варианты.

cvs-255 ★★★★★
()
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.