Интерференция определение. Что такое интерференция света? Смотреть что такое "Интерференция" в других словарях

Необходимы более веские доказательства того, что свет при распространении ведет себя как волна. Любому волновому движению присущи явления интерференции и дифракции. Для того чтобы быть уверенным в том, что свет имеет волновую природу, необходимо найти экспериментальные доказательства интерференции и дифракции света.

Интерференция - достаточно сложное явление. Чтобы лучше понять его суть, мы вначале остановимся на интерференции механических волн.

Сложение волн. Очень часто в среде одновременно распространяется несколько различных волн. Например, когда в комнате беседуют несколько человек, то звуковые волны накладываются друг на друга. Что при этом происходит?

Проще всего проследить за наложением механических волн, наблюдая волны на поверхности воды. Если мы бросим в воду два камня, создав этим две кольцевые волны, то нетрудно заметить, что каждая волна проходит сквозь другую и ведет себя в дальнейшем так, как будто бы другой волны совсем не существовало. Точно так же любое число звуковых волн может одновременно распространяться в воздухе, ничуть не мешая друг другу. Множество музыкальных инструментов в оркестре или голосов в хоре создают звуковые волны, одновременно улавливаемые нашим ухом. Причем ухо в состоянии отличить один звук от другого.

Теперь посмотрим более внимательно, что происходит в местах, где волны накладываются друг на друга. Наблюдая волны на поверхности воды от двух брошенных в воду камней, можно заметить, что некоторые участки поверхности не возмущены, в других же местах возмущение усилилось. Если две волны встречаются в одном месте гребнями, то в этом месте возмущение поверхности воды усиливается.

Если же, напротив, гребень одной волны встречается с впадиной другой, то поверхность воды не будет возмущена.

Вообще же в каждой точке среды колебания, вызванные двумя волнами, просто складываются. Результирующее смещение любой частицы среды представляет собой алгебраическую (т. е. с учетом их знаков) сумму смещений, которые происходили бы при распространении одной из волн в отсутствие другой.

Интерференция. Сложение в пространстве волн, при котором образуется постоянное во времени распределение амплитуд результирующих колебаний, называется интерференцией.

Выясним, при каких условиях имеет место интерференция волн. Для этого рассмотрим более подробно сложение волн, образуемых на поверхности воды.

Можно одновременно возбудить две круговые волны в ванне с помощью двух шариков, укрепленных на стержне, который совершает гармонические колебания (рис. 118). В любой точке М на поверхности воды (рис. 119) будут складываться колебания, вызванные двумя волнами (от источников O 1 и О 2). Амплитуды колебаний, вызванных в точке М обеими волнами, будут, вообще говоря, отличаться, так как волны проходят различные пути d 1 и d 2 . Но если расстояние l между источниками много меньше этих путей (l « d 1 и l « d 2) , то обе амплитуды
можно считать практически одинаковыми.

Результат сложения волн, приходящих в точку M, зависит от разности фаз между ними. Пройдя различные расстояния d 1 и d 2 , волны имеют разность хода Δd = d 2 -d 1 . Если разность хода равна длине волны λ, то вторая волна запаздывает по сравнению с первой ровно на один период (как раз за период волна проходит путь, равный длине волны). Следовательно, в этом случае гребни (как и впадины) обеих волн совпадают.

Условие максимумов. На рисунке 120 изображена зависимость от времени смещений X 1 и X 2 , вызванных двумя волнами при Δd= λ. Разность фаз колебаний равна нулю (или, что то же самое, 2л, так как период синуса равен 2п). В результате сложения этих колебаний возникает результирующее колебание с удвоенной амплитудой. Колебания результирующего смещения на рисунке показаны цветом (пунктир). То же самое будет происходить, если на отрезке Δd укладывается не одна, а любое целое число длин волн.

Амплитуда колебаний среды в данной точке максимальна, если разность хода двух волн, возбуждающих колебания в этой точке, равна целому числу длин волн:

где к=0,1,2,....

Условие минимумов. Пусть теперь на отрезке Δd укладывается половина длины волны. Очевидно, что при этом вторая волна отстает от первой на половину периода. Разность фаз оказывается равной п, т. е. колебания будут происходить в противофазе. В результате сложения этих колебаний амплитуда результирующего колебания равна нулю, т. е. в рассматриваемой точке колебаний нет (рис. 121). То же самое произойдет, если на отрезке укладывается любое нечетное число полуволн.

Амплитуда колебаний среды в данной точке минимальна, если разность хода двух волн, возбуждающих колебания в этой точке, равна нечетному числу полуволн:

Если разность хода d 2 - d 1 принимает промежуточное значение
между λ и λ/2 , то и амплитуда результирующего колебания принимает некоторое промежуточное значение между удвоенной амплитудой и нулем. Но наиболее важно то, что Амплитуда колебаний в любой точке he меняется с течением времени. На поверхности воды возникает определенное, неизменное во времени распределение амплитуд колебаний, которое называют интерференционной картиной. На рисунке 122 показан рисунок с фотографии интерференционной картины двух круговых волн от двух источников (черные кружки). Белые участки в средней части фотографии соответствуют максимумам колебаний, а темные - минимумам.

Когерентные волны. Для образования устойчивой интерференционной картины необходимо, чтобы источники волн имели одинаковую частоту и разность фаз их колебаний была постоянной.

Источники, удовлетворяющие этим условиям, называются когерентными. Когерентными называют и созданные ими волны. Только при сложении когерентных волн образуется устойчивая интерференционная картина.

Если же разность фаз колебаний источников не остается постоянной, то в любой точке среды разность фаз колебаний, возбуждаемых двумя волнами, будет меняться. Поэтому амплитуда результирующих колебаний с течением времени изменяется. В результате максимумы и минимумы перемещаются в пространстве и интерференционная картина размывается.

Распределение энергии при интерференции. Волны несут энергию. Что же с этой энергией происходит при гашении волн друг другом? Может быть, она превращается в другие формы и в минимумах интерференционной картины выделяется тепло? Ничего подобного. Наличие минимума в данной точке интерференционной картины означает, что энергия сюда не поступает совсем. Вследствие интерференции происходит перераспределение энергии в пространстве. Она не распределяется равномерно по всем частицам среды, а концентрируется в максимумах за счет того, что в минимумы не поступает совсем.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТОВЫХ ВОЛН

Если свет представляет собой поток волн, то должно наблюдаться явление интерференции света. Однако получить интерференционную картину (чередование максимумов и минимумов освещенности) с помощью двух независимых источников света, например двух электрических лампочек, невозможно. Включение еще одной лампочки лишь увеличивает освещенность поверхности, но не создает чередования минимумов и максимумов освещенности.

Выясним, в чем причина этого и при каких условиях можно наблюдать интерференцию света.

Условие когерентности световых волн. Причина состоит в том, что световые волны, излучаемые различными источниками, не согласованы друг с другом. Для получения же устойчивой интерференционной картины нужны согласованные волны. Они должны иметь одинаковые длины волн и постоянную разность фаз в любой точке пространства. Напомним, что такие согласованные волны с одинаковыми длинами волн и постоянной разностью фаз называются когерентными.

Почти точного равенства длин волн от двух источников добиться нетрудно. Для этого достаточно использовать хорошие светофильтры, пропускающие свет в очень узком интервале длин волн. Но невозможно осуществить Постоянство разности фаз от двух независимых источников. Атомы источников излучают свет независимо друг от друга отдельными «обрывками» (цугами) синусоидальных волн, имеющими длину около метра. И такие цуги волн от обоих источников налагаются друг на друга. В результате амплитуда колебаний в любой точке пространства хаотически меняется со временем в зависимости от того, как в данный момент времени цуги волн от различных источников сдвинуты друг относительно друга по фазе. Волны от различных источников света некогерентны из-за того, что разность фаз волн не остается постоянной. Никакой устойчивой картины с определенным распределением максимумов и минимумов освещенности в пространстве не наблюдается.

Интерференция в тонких пленках. Тем не менее интерференцию света удается наблюдать. Курьез состоит в том, что ее наблюдали очень давно, но только не отдавали себе в этом отчета.

Вы тоже много раз видели интерференционную картину, когда в детстве развлекались пусканием мыльных пузырей или наблюдали за радужным переливом цветов тонкой пленки керосина или нефти на поверхности воды. «Мыльный пузырь, витая в воздухе... зажигается всеми оттенками цветов, присущими окружающим предметам. Мыльный пузырь, пожалуй, самое изысканное чудо природы» (Марк Твен). Именно интерференция света делает мыльный пузырь столь достойным восхищения.

Английский ученый Томас Юнг первым пришел к гениальной мысли о возможности объяснения цветов тонких пленок сложением волн 1 и 2 (рис. 123), одна из которых (1) отражается от наружной поверхности пленки, а вторая (2) -от внутренней. При этом происходит интерференция световых волн - сложение двух волн, вследствие которого наблюдается устойчивая во времени картина усиления или ослабления результирующих световых колебаний в различных точках пространства. Результат интерференции (усиление или ослабление результирующих колебаний) зависит от угла падения света на пленку, ее толщины и длины волны. Усиление света произойдет в том случае, если преломленная волна 2 отстанет от отраженной волны 1 на целое число длин волн. Если же вторая волна отстанет от первой на половину длины волны или на нечетное число полуволн, то произойдет ослабление света.

Когерентность волн, отраженных от наружной и внутренней поверхностей пленки, обеспечивается тем, что они являются частями одного и того же светового пучка. Цуг волн от каждого излучающего атома разделяется пленкой на два, а затем эти части сводятся вместе и интерферируют.

Юнг также понял, что различие в цвете связано с различием в длине волны (или частоте световых волн). Световым пучкам различного цвета соответствуют волны различной длины. Для взаимного усиления волн, отличающихся друг от друга длиной (углы падения предполагаются одинаковыми), требуется различная толщина пленки. Следовательно, если пленка имеет неодинаковую толщину, то при освещении ее белым светом должны появиться различные цвета.

Простая интерференционная картина возникает в тонкой прослойке воздуха между стеклянной пластиной и положенной на нее плоско-выпуклой линзой, сферическая поверхность которой имеет большой радиус кривизны. Эта интерференционная картина имеет вид концентрических колец, получивших название кольца Ньютона.

Возьмите плоско-выпуклую линзу с малой кривизной сферической поверхности и положите ее на стеклянную пластину. Внимательно разглядывая плоскую поверхность линзы (лучше через лупу), вы обнаружите в месте соприкосновения линзы и пластины темное пятно и вокруг него совокупность маленьких радужных колец. Расстояния между соседними кольцами быстро убывают с увеличением их радиуса (рис.111). Это и есть кольца Ньютона. Ньютон наблюдал и исследовал их не только в белом свете, но и при освещении линзы одноцветным (монохроматическим) пучком. Оказалось, что радиусы колец одного и того же порядкового номера увеличиваются при переходе от фиолетового конца спектра к красному; красные кольца имеют максимальный радиус. Все это вы можете проверить с помощью самостоятельных наблюдений.

Удовлетворительно объяснить, почему возникают кольца, Ньютон не смог. Удалось это Юнгу. Проследим за ходом его рассуждений. В их основе лежит предположение о том, что свет - это волны. Рассмотрим случай, когда волна определенной длины падает почти перпендикулярно на плоско-выпуклую линзу (рис. 124). Волна 1 появляется в результате отражения от выпуклой поверхности линзы на границе стекло - воздух, а волна 2 - в результате отражения от пластины на границе воздух - стекло. Эти волны когерентны: они имеют одинаковую длину и постоянную разность фаз, которая возникает из-за того, что волна 2 проходит больший путь, чем волна 1. Если вторая волна отстает от первой на целое число длин волн, то, складываясь, волны усиливают друг друга. Вызываемые ими колебания происходят в одной фазе.

Напротив, если вторая волна отстает от первой на нечетное число полуволн, то колебания, вызванные ими, будут происходить в противоположных фазах и волны гасят друг друга.

Если известен радиус кривизны R поверхности линзы, то можно вычислить, на каких расстояниях от точки соприкосновения линзы со стеклянной пластиной разности хода таковы, что волны определенной длины λ гасят друг друга. Эти расстояния и являются радиусами темных колец Ньютона. Ведь линии постоянной толщины воздушной прослойки представляют собой окружности. Измерив радиусы колец, можно вычислить длины волн.

Длина световой волны. Для красного света измерения дают λ кр = 8 10 -7 м, а для фиолетового - λ ф = 4 10 -7 м. Длины волн, соответствующие другим цветам спектра, принимают промежуточные значения. Для любого цвета длина световой волны очень мала. Представьте себе среднюю морскую волну длиной в несколько метров, которая увеличилась настолько, что заняла весь Атлантический океан от берегов Америки до Европы. Длина световой волны в том же увеличении лишь ненамного превысила бы ширину этой страницы.

Явление интерференции не только доказывает наличие у света волновых свойств, но и позволяет измерить длину волны. Подобно тому как высота звука определяется его частотой, цвет света определяется частотой колебаний или длиной волны.

Вне нас в природе нет никаких красок, есть лишь волны разной длины. Глаз - сложный физический прибор, способный обнаруживать различие в цвете, которому соответствует весьма незначительная (около 10 -6 см) разница в длине световых волн. Интересно, что большинство животных неспособны различать цвета. Они всегда видят чернобелую картину. Не различают цвета также дальтоники - люди, страдающие цветовой слепотой.

При переходе света из одной среды в другую длина волны изменяется. Это можно обнаружить так. Заполним водой или другой прозрачной жидкостью с показателем преломления п воздушную прослойку между линзой и пластиной. Радиусы интерференционных колец уменьшатся.

Почему это происходит? Мы знаем, что при переходе света из вакуума в какую-нибудь среду скорость света уменьшается в n раз. Так как v = λv, то при этом должна уменьшиться в n раз либо частота, либо длина волны. Но радиусы колец зависят от длины волны. Следовательно, когда свет входит в среду, изменяется в n раз именно длина волны, а не частота.

Интерференция электромагнитных волн. На опытах с генератором СВЧ можно наблюдать интерференцию электромагнитных (радио) волн.

Генератор и приемник располагают друг против друга (рис. 125). Затем подводят снизу металлическую пластину в горизонтальном положении. Постепенно поднимая пластину, обнаруживают поочередное ослабление и усиление звука.

Явление объясняется следующим образом. Часть волны из рупора генератора непосредственно попадает в приемный рупор. Другая же ее часть отражается от металлической пластины. Меняя расположение пластины, мы изменяем разность хода прямой и отраженной волн. Вследствие этого волны либо усиливают, либо ослабляют друг друга в зависимости от того, равна ли разность хода целому числу длин волн или нечетному числу полуволн.

Наблюдение интерференции света доказывает, что свет при распространении обнаруживает волновые свойства. Интерференционные опыты позволяют измерить длину световой волны: она очень мала-от 4 10 -7 до 8 10 -7 м.

Интерференция двух волн. Бипризма Френеля - 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Явлением интерференции называют наложение колебаний и взаимное их усиление или ослабление.

Интерференция проявляется как чередование максимумов и минимумов интенсивности. Результатом интерференции называют картину интерференции. Слово интерференция (interferer) имеет французское происхождение, оно переводится, как вмешиваться.

Явление интерференции волн возможно, когда колебания происходят при равных частотах, имеют одинаковые направления смещения частиц в пространстве, разности фаз колебаний постоянны, то есть если источники колебаний когерентны. (Слово cohaerer переводится с латыни как находиться в связи). Пусто, одна совокупность бегущих волн создает последовательно в каждой точке рассматриваемой части поля волны, одинаковые колебания. При этом она накладывается на совокупность подобных волн когерентных с первыми и обладающих такой же амплитудой, тогда явление интерференции приводит к постоянному во времени расслоению поля волны на области усиления колебаний или области их ослабления.

Местоположение интерференционного усиления колебаний определено разностью хода волн (). Максимального усиления колебания достигают, если:

K- целое число; - длина волны.

Колебания являются наиболее ослабленными, если:

Интерферировать могут любые типы волн. Исторически впервые интерференцию обнаружили у световых волн Р. Бойль и Р. Гук, которые наблюдали появление цветной окраски тонких пленок. Т. Юнг ввел понятие принципа суперпозиции волн, объяснил сущность явления и использовал термин интерференция. Юнг осуществил первым опыт по интерференции света. Он получил интерференционную картину от двух щелей, впоследствии, этот опыт стал классическим. В этом эксперименте световая волна от одной узкой щели попадала на экран, который имел еще две узкие щели. На демонстрационном экране пучки света, от последних двух щелей перекрывали друг друга. В области перекрытия возникала картина интерференции из светлых и темных полос. Созданная Юнгом теория объяснила явление интерференции при наложении двух монохроматических волн одинаковых частот. Юнг первым понял, что интерференцию нельзя получить, если иметь дело c независимыми источниками света.

Стационарная и нестационарная интерференция

Интерференцию делят на стационарную и нестационарную. Стационарная картина интерференции возникает только в случае полностью когерентных волн.

В результате происходит перераспределение энергии в пространстве. Энергия концентрируется в максимумах, при этом в минимумы не попадет совсем. Перераспределение энергии волны в пространстве при интерференции соответствует закону сохранения энергии. Энергия волны, полученной в результате интерференции, будет равна сумме энергий накрадывающихся волн (в среднем).

При наложении некогерентных волн явления интерференции не наблюдается.

Условием интерференционных максимумов для волны света является выражение:

Длина волны света в вакууме; — оптическая разность хода лучей. Оптической разностью хода () называют разность оптических длин, которые проходят волны:

L — это оптической длины пути (геометрическая длина пути (s), умноженная на показатель преломления среды (n)):

Если выполняется равенство:

то в рассматриваемой точке наблюдается минимум. Выражение (6) называют условием интерференционного минимума.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

«Физика - 11 класс»

Если свет представляет собой поток волн, то должно наблюдаться явление интерференции света. Однако получить интерференционную картину (чередование максимумов и минимумов освещенности) с помощью двух независимых источников света, например двух электрических лампочек, невозможно. Включение еще одной лампочки лишь увеличивает освещенность поверхности, но не создает чередования минимумов и максимумов освещенности.

Выясним, в чем причина этого и при каких условиях можно наблюдать интерференцию света.

Условие когерентности световых волн

Причина отсутствия интерференционной картины в опыте с двумя лампочками в том, что световые волны, излучаемые независимыми источниками, не согласованы друг с другом. Для получения же устойчивой интерференционной картины нужны согласованные волны. Они должны иметь одинаковые длины волн и постоянную во времени разность фаз в любой точке пространства. Напомним, что такие согласованные волны с одинаковыми длинами волн и постоянной разностью фаз называются когерентными.

Почти точного равенства длин волн от двух источников добиться нетрудно. Для этого достаточно использовать хорошие светофильтры, пропускающие свет в очень узком интервале длин волн. Но невозможно осуществить постоянство разности фаз от двух независимых источников. Атомы источников излучают свет независимо друг от друга отдельными «обрывками» (цугами) синусоидальных волн, имеющими обычно длину около метра. И такие цуги волн от обоих источников налагаются друг на друга. В результате амплитуда колебаний в любой точке пространства хаотично меняется со временем в зависимости от того, как в данный момент времени цуги волн от различных источников сдвинуты относительно друг друга по фазе. Волны от различных источников света некогерентны из-за того, что разность фаз волн не остается постоянной (исключение составляют квантовые источники света - лазеры, созданные в 1960 г.) Никакой устойчивой картины с определенным распределением максимумов и минимумов освещенности в пространстве не наблюдается.

Интерференция в тонких пленках

Тем не менее интерференцию света удается наблюдать. Хотя ее и наблюдали очень давно, но только не придавали этому значения.

Вы тоже много раз видели интерференционную картину, когда в детстве развлекались пусканием мыльных пузырей или наблюдали за радужным переливом цветов тонкой пленки керосина либо нефти на поверхности воды. «Мыльный пузырь, витая в воздухе... зажигается всеми оттенками цветов, присущими окружающим предметам. Мыльный пузырь, пожалуй, самое изысканное чудо природы» (Марк Твен). Именно интерференция света делает мыльный пузырь столь достойным восхищения.

Английский ученый Томас Юнг первым пришел к гениальной мысли о возможности объяснения цветов тонких пленок сложением волн 1 и 2 (рис. 8.48), одна из которых (1) отражается от наружной поверхности пленки, а другая (2) - от внутренней. При этом происходит интерференция световых волн - сложение двух волн, вследствие которого наблюдается устойчивая во времени картина усиления или ослабления результирующих световых колебаний в различных точках пространства. Результат интерференции (усиление или ослабление результирующих колебаний) зависит от угла падения света на пленку, ее толщины и длины волны света. Усиление света произойдет в том случае, если преломленная волна 2 отстанет от отраженной волны 1 на целое число длин волн. Если же вторая волна отстанет от первой на половину длины волны или на нечетное число полуволн, то произойдет ослабление света.

Когерентность волн, отраженных от наружной и внутренней поверхностей пленки, возникает из-за того, что они являются частями одного и того же светового пучка. Цуг волн от каждого излучающего атома разделяется пленкой на два цуга, а затем эти части сводятся вместе и интерферируют.

Юнг понял также, что различие в цвете связано с различием в длине волны (или частоте) световых волн. Световым пучкам различного цвета соответствуют волны с разной длиной волны X. Для взаимного усиления волн, отличающихся друг от друга длиной волны (углы падения предполагаются одинаковыми), требуется различная толщина пленки. Следовательно, если пленка имеет неодинаковую толщину, то при освещении ее белым светом должны появиться различные цвета.

Кольца Ньютона

Простая интерференционная картина возникает в тонкой прослойке воздуха между стеклянной пластиной и положенной на нее плосковыпуклой линзой, сферическая поверхность которой имеет большой радиус кривизны. Эта интерференционная картина имеет вид концентрических колец, получивших название колец Ньютона.

Возьмите плосковыпуклую линзу с малой кривизной сферической поверхности и положите ее выпуклостью вниз на стеклянную пластину. Внимательно разглядывая плоскую поверхность линзы (лучше через лупу), вы обнаружите в месте соприкосновения линзы и пластины темное пятно и вокруг него совокупность маленьких радужных колец. Это и есть кольца Ньютона. Ньютон наблюдал и исследовал их не только в белом свете, но и при освещении линзы одноцветным (монохроматическим) пучком. Оказалось, что радиусы колец одного и того же порядкового номера увеличиваются при переходе от фиолетового конца спектра к красному; красные кольца имеют максимальный радиус. Расстояния между соседними кольцами уменьшаются с увеличением их радиусов.

Удовлетворительно объяснить, почему возникают кольца, Ньютон не смог. Удалось это Юнгу. Проследим за ходом его рассуждений. В их основе лежит предположение о том, что свет - это волны. Рассмотрим случай, когда волна определенной длины волны падает почти перпендикулярно на плосковыпуклую линзу. Волна 1 появляется в результате отражения от выпуклой поверхности линзы на границе сред стекло - воздух, а волна 2 - в результате отражения от пластины на границе сред воздух - стекло. Эти волны когерентны: они имеют одинаковую длину волны и постоянную разность фаз, которая возникает из-за того, что волна 2 проходит больший путь, чем волна 1. Если вторая волна отстает от первой на целое число длин волн, то, складываясь, волны усиливают друг друга

Напротив, если вторая волна отстает от первой на нечетное число полуволн, то колебания, вызванные ими, будут происходить в противоположных фазах, и волны погасят друг друга.

Если известен радиус кривизны R выпуклой поверхности линзы, то можно вычислить, на каких расстояниях от точки соприкосновения линзы со стеклянной пластиной разности хода таковы, что волны определенной длины волны λ, гасят друг друга. Эти расстояния и являются радиусами темных колец Ньютона. Ведь линии постоянной толщины воздушной прослойки представляют собой окружности. Измерив радиусы колец, можно вычислить длины волн.

Длина световой волны

В результате измерений было установлено, что для красного света λ кр = 8 10 -7 м, а для фиолетового - λ ф = 4 10 -7 м. Длины волн, соответствующие другим цветам спектра, принимают промежуточные значения. Для любого цвета длина световой волны очень мала. Поясним это на простом примере. Представьте себе среднюю морскую волну длиной волны в несколько метров, которая увеличилась настолько, что заняла весь Атлантический океан от берегов Америки до Европы. Длина световой волны, увеличенной в той же пропорции лишь ненамного превысила бы ширину этой страницы.

Явление интерференции не только доказывает наличие у света волновых свойств, но и позволяет измерить длину волны. Подобно тому как высота звука определяется его частотой, цвет света определяется частотой колебаний или длиной волны.

В природе нет никаких красок, есть лишь волны разных длин волн. Глаз - сложный физический прибор, способный обнаруживать различие в цвете, которому соответствует весьма незначительная (около 10 -6 см) разница в длинах световых волн. Интересно, что большинство животных не способны различать цвета. Они всегда видят черно-белую картину. Не различают цвета также дальтоники - люди, страдающие цветовой слепотой.

При переходе света из одной среды в другую длина волны изменяется. Это можно увидеть. Заполним водой или другой прозрачной жидкостью с показателем преломления п воздушную прослойку между линзой и пластиной. Радиусы интерференционных колец уменьшатся.

Почему это происходит? Мы знаем, что при переходе света из вакуума в какую-нибудь среду скорость света уменьшается в n раз. Так как υ = λν, то при этом должна уменьшиться в n раз либо частота ν, либо длина волны λ. Но радиусы колец зависят от длины волны. Следовательно, когда свет входит в среду, изменяется в n раз именно длина волны, а не частота.

Интерференция электромагнитных волн

В опытах с генератором СВЧ можно наблюдать интерференцию электромагнитных волн (радиоволн).

Генератор и приемник располагают друг против друга. Затем подносят снизу металлическую пластину в горизонтальном положении. Постепенно поднимая пластину, обнаруживают поочередное ослабление и усиление звука.

Явление объясняется следующим образом. Часть волны из рупора генератора попадает непосредственно в приемный рупор. Другая же ее часть отражается от металлической пластины. Меняя расположение пластины, мы изменяем разность хода прямой и отраженной волн. Вследствие этого волны либо усиливают, либо ослабляют друг друга в зависимости от того, равна разность хода целому числу длин волн или нечетному числу полуволн.

Наблюдение интерференции света доказывает, что свет при распространении проявляет волновые свойства. Интерференционные опыты позволяют измерить длину световой волны: она очень мала - от 4 10 -7 до 8 10 -7 м.

Интерференция — взаимное усиление или ослабление двух или большего числа волн при их наложении друг на друга.

В результате интерференции происходит перерас-пределение энергии светового излучения в пространстве. Устойчивая (стационарная, постоянная во времени) интер-ференционная картина наблюдается при сложении коге-рентных волн.

Латинское слово « cohaerens» означает «находя-щийся в связи». И в пол-ном соответствии с этим значением под когерент-ностью понимают корре-лированное протекание во времени и простран-стве нескольких волно-вых процессов.

Требование когерентности волн — ключе-вое при рассмотрении интерференции. Разберем его на примере сложения двух волн одинаковой частоты. Пусть в некоторой точке пространства они возбуждают одинаково направленные (E̅ 1 E̅ 2 ) колебания: E̅ 1 sin(ω̅ t + φ 1 -) и E̅ 2 sin(ω̅ t + φ 2 -). Тогда величина амплитуды результирующе-го колебания E̅ sin(ω̅ t + φ) равна

E = √(E 1 2 + E 2 2 + 2 E 1 E 2 cosδ),

где δ = φ 1 — φ 2 . Если разность фаз δ постоянна во времени, то волны называются когерентными .

Для некогерентных волн δ случайным образом изменяется во времени, поэтому среднее значение cosδ равно нулю. Поскольку интенсив-ность волны пропорциональна квадрату амплитуды, то в случае сложения некогерентных волн интенсивность результирующей волны I просто равна сумме интенсивно-стей каждой из волн:

I = I 1 + I 2 .

При сложении же коге-рентных волн интенсивность результирующего колебания

I = I 1 + I 2 + 2√(I 1 I 2 cosδ ),

в зависимости от значения cosδ , мо-жет принимать значения и большие, и меньшие, чем I 1 + I 2 . Так как значение δ в общем случае зависит от точки наблю-дения, то и интенсивность результирующей волны будет различной в разных точках. Именно это имелось в виду, ко-гда выше говорилось о перераспределении энергии в про-странстве при интерференции волн.

Излучение с высокой степенью когерентности получают с помощью лазеров . Но если нет лазера, когерентные волны можно получить, разделив одну волну на несколько. Обыч-но используют два способа «деления» — деление волнового фронта и деление амплитуды. При делении волнового фронта интерферируют волновые пучки, первоначально распространявшиеся от одного источника в разных напра-влениях, которые затем с помощью оптических приборов сводят в одной области пространства (ее называют полем интерференции ). Для этого используют бизеркала и би-призмы Френеля , билинзы Бийе и др.

Чтобы перечислить «цве-та» различных участков оптического диапазона в порядке убывания длины волны — красный, оран-жевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолето-вый, достаточно вспом-нить фразу: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан».

При амплитудном де-лении волна разделяется на полупрозрачной границе двух сред. Затем, в результате последующих отражений и прело-млений, разделенные части волны встречаются и интерфе-рируют. Именно так окрашиваются в разные цвета мыль-ные пузыри и тонкие масляные пленки на воде, крылья стрекозы и оксидные пленки на металлах и оконных стек-лах. Важно, что интерферировать должны дуги волн, испу-щенные в одном акте излучения атома или молекулы, т. е. части волны должны «недолго» двигаться раздельно, иначе в точку встречи уже придут волны, испущенные раз-ными атомами. А так как атомы излучают спонтанно (если не созданы специальные условия, как в лазерах), то эти вол-ны будут заведомо некогерентны. В лазерах работает вынужденное излучение и этим достигается высокая степень когерентности. Материал с сайта

Явление интерференции света в XVII в. исследовал Ньютон. Он наблюдал ин-терференцию света в тон-ком воздушном зазоре между стеклянной плас-тинкой и положенной на нее линзой. Получающую-ся в таком опыте интерфе-ренционную картину так и называют — кольца Ньюто-на . Однако Ньютон не смог внятно объяснить по-явление колец в рамках своей корпускулярной те-ории света. Лишь в начале XIX столетия сначала Т. Юнг, а затем О. Френель сумели объяснить образо-вание интерференцион-ных картин. И тот, и дру-гой были сторонниками волновой теории света.

В опыте Юнга (а) использовано деление волнового фронта. Два круглых или щелевидных отверстия служили источником когерентных волн. S - дуговая лампа; S 0 - щель шириной 0,25 мм; S 1 и S 2 - щели шириной 0,1 мм на расстоянии 0,7 мм. На рис. (б) показана интерференционная картина, наблюдаемая по схеме Юнга

На этой странице материал по темам:

1. Взаимоподавление одновременно выполняемых процессов (прежде всего относящихся к познавательной сфере), обусловленное ограниченным объемом распределяемого внимания. 2. Ухудшение сохранения запоминаемого материала в результате воздействия (наложения) другого материала, с коим оперирует субъект. Изучается в контексте исследований памяти и процессов научения (в связи с проблемой навыка). В экспериментах интерферирующее влияние одного материала на другой проявляется либо в уменьшении объема и ухудшении качества воспроизводимого материала, либо в увеличении времени решения задачи (при интерференции селективной). Понятие интерференции лежит в основе ряда психологических теорий забывания. Самое распространенное объяснение интерференции исходит из рефлекторной теории И. П. Павлова. В зависимости от последовательности заучиваемого и интерферирующего материала различаются интерференция ретроактивная и проактивная. В зависимости от характера интерферирующего материала выделяются интерференция вербальная, моторно-акустическая, зрительная и пр. Согласно французскому психологу М. Фуко, интерферирующее воздействие материала на ответы вызывается прогрессивным (для интерференции проактивной) или регрессивным (для интерференции ретроактивной) внутренним торможением.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

от лат. inter - взаимно, между собой + ferio - ударяю, поражаю) - взаимодействие 2 или большего числа одновременных или последовательных процессов, при котором возникает нарушение (подавление), по крайней мере, 1 из них. Иногда И. называют любое взаимодействие, в т. ч. и не ведущее к нарушению участвующих в нем процессов. Наиболее интенсивно феномены И. исследуются в области психологии познавательных процессов: восприятия, внимания, памяти, мышления. Исследования показывают, что И. возникает с тем большей вероятностью, чем выше совокупные требования познавательных и исполнительных процессов к ограниченному объему внимания (см. Внимания объем). См. Интерференция навыков.

Добавление ред.: Помимо приведенного варианта этимологии термина "И." существует еще один, на который обратил внимание Д. Г. Элькин (1972). Слово "И." происходит от лат. слов inter + few - несу, что в целом означает "перенос".

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

В переводе со старофранцузского означает: мешать друг другу. Следовательно: 1. Очень общее значение: любой процесс, в котором имеется некоторый конфликт между операциями или действиями, который снижает или сводит на нет результат действий. В непрофессиональных понятиях: вещи, стоящие на пути других вещей. 2. В акустике и оптике – уменьшение амплитуды сложной волнообразной формы, когда две или более типов волн картины в различных фазах поступают одновременно. 3. В социальной психологии – конфликт между противоположными эмоциями, мотивами, ценностями и т.д. 4. В научении и обусловливании – конфликт связей, сформированных между стимулами и реакциями. Обычно в этом случае термин употребляется для обозначения обстоятельств, когда имеются две несовместимые реакции и единственный стимул. Часто торможение (особенно в значении 3) является допустимым синонимом для этого значения; см., например, реципрокное торможение. 5. В научении и теориях памяти – конфликт между информацией в памяти, при котором (а) новую информацию трудно усвоить из-за предыдущего опыта (см. здесь проективная интерференция) или (б) старую информацию трудно припомнить из-за поступающей формации; см. здесь ретроактивная интерференция. Иногда в таких случаях можно встретить торможение (в значении 4), употребляемое как синоним отличие от значения 4, описанного выше, этот способ употребления вводит в заблуждение, особенно в том смысле, что теоретическое определение этих явлений памяти связано с тем, что они вызываются "вещами, встающими на пути других вещей", а не "вещами, ограничивающими другие вещи", как подразумевается в термине торможение. 6. Блок или барьер, создающий трудности для другого человека.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

от лат. inter - между + ferio - ударяю, поражаю, ferens (ferentis) - несущий, переносящий] - 1) взаимодействие двух или большего числа процессов, при котором возникает нарушение (подавление) по крайне мере одного из них

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

от лат. inter - взаимно, между собой и ferio - ударяю, поражаю) - взаимодействие двух или большего числа процессов, при котором возникает нарушение (подавление) по крайней мере одного из них. Иногда И. называют любое взаимодействие, в том числе и не ведущее к нарушению участвующих в нем процессов. В психологии процессы И. исследуются в области познавательных процессов: восприятия, внимания, памяти, мышления. Исследования показывают, что И. возникает с тем большей вероятностью, чем выше совокупные требования познавательных и исполнительных процессов к ограниченному объему внимания. В инженерной психологии и эргономике большое внимание уделяется изучению И. навыков. Она состоит в том, что один тип обучения может препятствовать достижению успехов в другом типе обучения. Одна из причин И. навыков - т. н. ассоциативное торможение, которое заключается в следующем. Всякое движение осуществляется в ответ на определенный сигнал. Допустим, оператор выработал какое-то движение в ответ на зажигание лампочки. Такие движения нужны человеку, работающему у пульта управления. Затем вырабатывается новое движение, противоположное первому по направлению (или другим признакам), но его сигналом остается та же лампочка. В этом случае формирование нового движения затруднено. Общность сигнала для обоих движений начинает «сбивать» человека, ранее освоенные движения будут тормозить образование новых. Такое торможение и называется ассоциативным. Условиями, предотвращающими И. навыков, являются: 1) прочность «старого» навыка: чем прочнее он усвоен, тем быстрее преодолевается его отрицательное влияние на новый; это объясняется тем, что движения, входящие в прочный навык, очень хорошо специализированы; 2) сознательное усвоение прочного навыка: чем точнее человек проанализирует особенности движений, характерных для нового навыка, тем быстрее он преодолевает отрицательное влияние «старого», перестроит его; 3) при создании средств отображения информации и органов управления следует избегать, ситуаций, в которых нарушены привычные соотношения перцептивного и моторного полей, тем более ситуаций, в которых от оператора требуется переход от одного типа соотношений к другому. Противоположным по значению понятию «И. навыков» является понятие «перенос навыков».

Интерференция

лат. «перенос, перемешивание») – конфликт в сознании индивида между противоположными эмоциями, мотивами, ценностями. Ср. изображение А. Пушкиным переживаний Евгения Онегина перед дуэлью; М. Шолоховым в «Поднятой целине» – переживаний Майданникова перед вступлением в колхоз.

Максимилиан Лонгвиль, обеспокоенный довольно основательными подозрениями Клары относительно характера Эмилии, то поддавался порывам юношеской страсти, то колебался, желая узнать и испытать женщину, которой собирался вверить свое счастье (О. Бальзак, Загородный бал).

А во мне разум борется с разумом, страсть идет против страсти, я распался на два разума, страсть моя разделилась надвое, и страшное междоусобие это не кончилось, и я не знаю, чем оно кончится (А. Дружинин, Полинька Сакс).

Интерференция

лат. inter - между, среди, взаимно; ferentis - несущий, переносящий) – 1. взаимное усиление или ослабление влияния нескольких одновременно действующих факторов либо каких-то их аспектов (волн, вирусов, причин болезни, процессов памяти, эмоций, мотивов и др.); 2. в психопатологии - нередко используется частичный синоним термина – коморбидность; последний термин обычно обозначает частоту, с которой одни симптомы расстройства или болезненного явления встречаются одновременно, как часто одно расстройство сочетается с каким-то другим, нередко указывая тем самым, что их связи не случайны, а опосредованы некими неизвестными переменными. Большей частью изучение коморбидности ограничивается голой статистикой, не имеющей отношения к каузальным, качественным аспектам взаимодействия изучаемых переменных, как это особенно свойственно бихевиоризму (констатируется факт случайности или вероятности того, что, действительно, имеет место какая-то неизвестная внутренняя связь между переменными); 3. самое общее значение – любой процесс, в котором имеется некоторый конфликт между операциями или действиями, который снижает или сводит на нет результат действий; 4. в непрофессиональном употреблении – вещи, стоящие на пути других вещей; 5. в когнитивной психологии – влияние на процесс фиксации в памяти текущих или прошлых впечатлений.

Интерференция

англ. interference, от interfere - сталкиваться друг с другом; интер- + лат. ferio ударять, поражать) - взаимоподавление одновр. осуществляющихся процессов, прежде всего относящихся к познавательной сфере, обусловленное ограниченным объемом распределяемого внимания. Происхождение понятия И. связано с разработкой метода изучения И. как явления функц., речевого. Метод изучения И. впервые был предложен и описан в 1953 г. амер. лингвистом У. Вайнрайхом в книге «Языковые контакты», к-рая получила широкое признание в академической среде и стала рассматриваться в кач. основополагающего исследования в области билингвизма. И. рассматривается в связи с процессами взаимодействия языков как явление, возникающие в фонетике, грамматике и лексике контактирующих языков. В работе У. Вайнрайха излагаются психол. и лингвистические основы теории двуязычия; освещается роль социальной и культурной среды контакта, социол. и языковые последствия, а также методика исследования языковых контактов. В настоящее время термином «И.» в работах, касающихся культуры языка и методики преподавания языков, называются нежелательные изменения в структуре любого языка, родного или изучаемого, вызванные влиянием одного или другого. Они нарушают языковую норму и особенно ярко проявляются в условиях активного двуязычия. Хотя социопсихолингвистика накопила значительный фактический материал и выработала необходимые теорет. основы исследования и преодоления И., несмотря на огромное количество трудов, посвященных решению этой проблемы, интерферология как наука, изучающая И., до сих пор не имеет общепринятого определения даже самого объекта своего исследования. И. определяется то как языковое взаимопроникновение (Мартине, 1963), то как наложение 2 языковых систем одна на другую (Хауген, 1972), то как отклонение от норм др. языка под влиянием системы первого (А. Е. Карлинский, М. М. Михайлов), а также как перенесение элементов одного языка на другой (трансференция) (Э. М. Ахунзянов) или их проникновение (В. Д. Стариченок) либо как бессознательное или осознанное смешивание систем 2 языков, вследствие чего происходит отклонение от общепринятых норм в том языке, к-рый в данной ситуации использует билингв в процессе коммуникации (Шинкаренко, 1995). Природа данного явления обусловлена влиянием неск. факторов: индивидуально-психол., социальных, историко-этнических и др. И. может проявляться двояко: во-первых, при непосредственном перенесении полной и неполной речевой способности в новые условия и, во-вторых, при ошибочном предвидении существования аналогии в изучаемом языке. Причиной возникновения такого переноса является свойство нашего сознания использовать, узнавать предметы или явления, сопоставляя их с ранее известными, устанавливать сходство и отличие, отбирая именно отличительные признаки. С т. зр. психологии, И. связана с таким взаимодействием навыков, при к-ром ранее приобретенные навыки имеют влияние на создание новых. В зависимости от критериев, на к-рых базируется разграничение, принято различать след. типы И.: по происхождению - внутреннюю и внешнюю; по характеру переноса навыков с родного языка - прямую и косвенную; по характеру проявлений - явную и скрытую; по лингвистической природе - фонетическую, грамматическую, лексико-семантическую (или лексическую и семантическую). Порожденная контактированием языковых систем И. приводит к разного рода отклонениям, нарушениям норм взаимодействующих языков, не задевая, однако, сами языковые системы. Этим И. принципиально отличается от общеизвестного понятия заимствования во всяческих его разновидностях, задевающих системные связи (гл. о. словарь и грамматику) контактирующих языков. Поскольку лексика есть наиболее чуткой подсистемой языка по отношению к экстралингвистическим факторам, поэтому любые, даже самые маленькие, изменения в социальной жизни непосредственно и очень быстро отображаются в лексике. Взаимодействие языков и разнообразные процессы, вызванные таким влиянием, также регистрируются в лексике. Перенесение лексических норм своего языка в изучаемый (или наоборот) в какой-то степени приводит к перестройке речевых моделей, к замене дифференцирующих признаков слов др. языка отличительными признаками первого, что в конечном результате в нек-рой степени искажает или затеняет смысл сказанного. Но даже самые грубые интерферентные отклонения в речи не приводят к разрушению коммуникативного акта; взаимопонимание разговаривающих происходит независимо от степени И. Для обозначения этой особенности И. близкородственных языков В. Н. Манакин вводит термин «семантическая индифферентность И.». При этом, как отмечает В. И. Кононенко, интерферирующее влияние прежде всего родного языка на другой имеет социальные последствия, поскольку неправильная, смешанная речь может создавать впечатление о недостаточном культурно-образовательном уровне говорящего, вызывая у него психол. дискомфорт. Т. о., проявления И. снижают общий уровень культуры речи билингвов. На лексико-семантическом уровне И. определяется: несовпадением семантических объемов слов 2 языков; разной иерархией их значений; несовпадением схем лексического соединения и систем ассоциативных связей в родном и изучаемом языках; неодинаковым количественным составом и семантической разницей между членами синонимического ряда контактирующих языков; смещением паронимических лексем и др. подобными факторами. Характер и степень И. предопределяется тем, на каком уровне она проявляется. Большинство исследователей склоняются к тому, что рядом с фонетическим, лексико-семантический уровень наиболее ярко отображает влияние родного языка билингва, поскольку особенности лексики (ее открытость, динамичность, связь с др. уровнями языка) способствуют проникновению элементов одной языковой системы в другую. В условиях близкородственного двуязычия, по мнению Г. П. Ижакевич, И. на морфологическом и словообразовательном уровнях практически не ограничена. По мнению Г. В. Колшанского, В. М. Русанивского, К. К. Цилуйко и др., целенаправленное и всестороннее изучение И. как явления социопсихолингвистического возможно только при условии объединения возможностей ряда науч. отраслей, центральное место среди к-рых должны занимать социолингвистика и психолингвистика. Лит.: Вайнрайх У. Одноязычие и многоязычие. Языковые контакты. Состояние и проблемы исследования. Киев, 1979. Е. В. Шинкаренко