3a. Излучение. Волны. Кванты | страница 66
Первое, в чем можно убедиться при помощи такого волнового аппарата,— это что интенсивность может быть любой величины. Когда источник движется еле-еле, то и детектор показывает тоже чуть заметное движение. Если же движение возрастет, то и в детекторе интенсивность подскочит. Интенсивность волны может быть какой угодно. Мы уже не скажем, что в интенсивности есть какая-то «порционность».
Заставим теперь волновой источник работать стабильно, а сами начнем измерять интенсивность волн при различных значениях х. Мы получим интересную кривую (кривая I>12 на фиг. 37.2,в).
Но мы уже видели, откуда могут возникать такие картинки,— это было тогда, когда мы изучали интерференцию электрических волн. И здесь можно видеть, как первоначальная волна дифрагирует на отверстиях, как от каждой щели расходятся круги волн. Если на время одну щель прикрыть и измерить распределение интенсивности у поглотителя, то кривые выйдут довольно простыми (см. фиг. 37.2,б)
Фиг. 37.2. Опыт с волнами на воде.
Кривая I>1 — это интенсивность волн от щели 1 (когда ее измеряли, щель 2 была закрыта), а кривая I>2 — интенсивность волн от щели 2 (при закрытой щели 1).
Мы видим со всей определенностью, что интенсивность /12, наблюдаемая, когда оба отверстия открыты, не равна сумме интенсивностей I>1 и I>2. Мы говорим, что здесь происходит «интерференция», наложение двух волн. В некоторых местах: (где на кривой I>i>2 наблюдается максимум) волны оказываются «в фазе», пики волн складываются вместе, давая большую амплитуду и тем самым большую интенсивность. В этих местах говорят о «конструктивной интерференции». Она наблюдается в тех местах, расстояние которых от одной из щелей на целое число длин волн больше (или меньше) расстояния от другой.
А в тех местах, куда две волны приходят со сдвигом фаз p(т. е. находятся «в противофазе»), движение водил представляет собой разность двух амплитуд. Волны «интерферируют деструктивно», интенсивность получается маленькой. Это бывает там, где расстояние от щели 1 до детектора отличается от расстояния между детектором и щелью 2 на нечетное число полуволн. Малые значения I>12 на фиг. 37.2 отвечают местам, где две волны интерферируют деструктивно.
Вспомните теперь, что количественную связь между I>1, I>2 и I>12 можно выразить следующим образом: мгновенная высота волны в детекторе от щели 1 может быть представлена в виде (действительной части) h’>1e>i>w>t, где «амплитуда» h’>1, вообще говоря, комплексное число. Интенсивность пропорциональна среднему квадрату высоты, или, пользуясь комплексными числами, |h’
