6 Интерференция волн в упругой среде.

Интерференцией называется сложение волн, при котором происходит постоянное распределение амплитуды в пространстве. Интерференция волны возможна при постоянной разности фаз и одинаковой частоте (когерентность волн)

дельтаd - разность хода двух волн (от источников S1 и S2).Если разность хода двух волн равна целому числу длин волн,то при их встрече в точке А волны встретятся гребень с гребнем, впадина с впадиной и произойдет усиление волн

(условие максимума)- max:!дельта.d=k*лямда!. Если разность хода равна нечетному числу,то при встрече встретятся гребень с впадиной и волны погасят друг друга.

(min. !дельтаd=(2k+1)*лямда/2! - условие минимума.

Т. е. при интерференции в некотором месте пространства от сложения двух когерентных волн будут чередоваться максимумы и минимумы. В

максимумах состредоточится вся энергия. В минимумах она просто не попадет. В максимумах от сложения волн амплитудами A1 и Аз будет А=А1+А2. В минимуме А'=А1-А2.

43 Интерференция света в тонких пленках. Просветление оптики. Интерференционные зеркала.

При попадании света на тонкую прозрачную пленку образуются когерентные волны, одна из которых отразилась от верхней части пленки, а другая - от нижней S.

Альфа = гамма (закон отражения)

1 - падающий луч от источника света

2 - отраженный

3 - преломленный

Альфа - угол падения

гамма - угол отражения

фи – угол преломления

Для максимумов интерференции в пленке 2dn^2-sin^2α - разность хода волн (2) и (3) равна (2к+1)*лямда/2

Для минимумов: 2dn^2-sin^2α=k*лямда

n - показатель преломления вещества пленки

Это явление используют для просветления оптики. Линзы покрывают тонкой диэлектрической пленкой, толщина которой подбирается таким образом, чтобы пучки света, отраженные от ее верхней и нижней части, встретились в фазе, т.е. d=k*лямда/2n - толщина пленки. Поэтому отраженные от пленки пучки гасят друг друга, в результате свет не отражается от стекла линзы, а весь проходит сквозь нее. Это особенно важно в приборах с большим количеством линз - микроскоп, спектроскоп и др. Изображение рассмотренных предметов при этом более яркое.

Интерференция света используется в интерферометрах для изучения длин волн, небольших расстояний, показателей преломления веществ, определения качества оптических поверхностей. Здесь используется два взаимно перпендикулярных зеркала: свет от источника, падая на одно и другое зеркала, раздваивается, по разности хода лучей, отраженных от зеркал, судят о длине волны, показателях преломления.

15 Инфразвук. Особенности его распространения. Вибрация.

Инфразвук – это механические (упругие) волны с частотой меньше 20 Гц. Источниками инфразвука могут быть как естественные объекты (море, землятрясения, грозовое разряды и др.) так и искусственные (взрывы, автомашины, станки и др.)

Инфразвук часто сопровождается слышимым шумом. Он слабо поглощается, поэтому распространяется на большие расстояния. Это позволяет по распространению ультразвука в земной коре, обнаружить взрыв на большом удалении от источника взрыва; по измеренным инфразвуковым волнам прогнозировать цунами и т.п. Инфразвук обладает большой дифракцией, огибает препятствия (т.к. длина его волны велика), проникает в помещения. Он вызывает головные боли, усталость, сонливость, раздражение и др. Частота колебаний тела человека в положении лёжа 3-4 Гц, стоя – 5-12 Гц, частота колебаний грудной клетки – 5-8 Гц, брюшной полости – 3-4 Гц, что соответствует частоте инфразвука. Вступая в резонанс с какой-либо частотой собственных колебаний человеческого организма, инфразвук оказывает первичное действие на биологические системы, одна из задач гигиены – снижение уровня инфразвука в помещении.

Вибрация – это колебания конструкций и машин. Воздействие на человека со стороны вибрации может быть как вредным, так и полезным лечебным (вибротерапия и вибромассаж)

С колебаниями тел совпадают амплитуда, амплитуда скорости и амплитуда ускорения вибраций, частота колебаний или гармонический спектр негармонических колебаний, амплитуда, энергия и средняя мощность колебаний.

Ламинарное и турбулентное давление жидкости. Число Рейнольдса.

Ламинарное течение иначе называется слоистым. Увеличение скорости течения вязкой жидкости из-за неоднородности давлений по поперечному сечению трубы создаёт завихрения и движение становится вихревым или турбулентным. При таком течении скорость частиц в каждом месте беспрерывно и хаотически изменяется, движение является нестационарным. Характер течения жидкости по трубам зависит от свойств жидкости, скорости её течения, размера трубы и определяется

Rc=РОж*V*D(x)/этта

РОж - плотность жидкости;

V - скорость

D – диаметр трубы

Этта – вязкость (динамическая)

Если Rс>Rc критического, то движение жидкости турбулентное. Например, для гладких цилиндрических труб Rс кр=2300

Ню = этта/РОж – кинематическая вязкость. Rc = V*D/Ню.

Размерность[Ню]=м^2/c; в системе СГС [Ню]-Ст (стокс); 1Ст=10^-4 м^2/c

Кинематическая вязкость полнее, чем динамическая учитывает влияние внутреннего трения на характер течения жидкости или газа. Течение крови в артериях в норме является ламинарным, не большая турбулентность возникает вблизи клапанов, при патологиях, когда вязкость крови уменьшается движение становится турбулентным. Шум, возникающий при турбулентном течении, служит диагностирования заболевания (его прослушивают на плечевой артерии при измерении давления крови. Течение воздуха в носовой полости в норме минимальное. При воспалениях и других отклонениях от нормы оно становится турбулентным, что приводит к дополнительной работе дыхательных мышц.

При моделировании жизненных систем дня их изучения число Рейнольдса является коэффициентом подобия.