дифференциация волн что такое
Дифракция волн
Смотреть что такое «Дифракция волн» в других словарях:
ДИФРАКЦИЯ ВОЛН — (от лат. diffractus разломанный, преломлённый), в первоначальном узком смысле огибание волнами препятствий, в современном более широком любое отклонение при распространении волн от законов геометрической оптики. При таком общем толковании Д. в.… … Физическая энциклопедия
ДИФРАКЦИЯ ВОЛН — (от лат. diffractus разломанный) огибание волнами различных препятствий. Дифракция волн свойственна всякому волновому движению; имеет место, если размеры препятствия порядка длины волны или больше. Напр., дифракция света наблюдается при… … Большой Энциклопедический словарь
дифракция волн — Изгиб фронта волны вследствие столкновения с надводным препятствием или при проходе ее через узкое пространство … Словарь по географии
Дифракция волн — (лат. diffractus буквально разломанный, переломанный) явление, которое можно рассматривать как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн. Первоначально понятие дифракции относилось только к огибанию волнами… … Википедия
дифракция волн — (от лат. diffractus разломанный), огибание волнами различных препятствий. Дифракция волн свойственна всякому волновому движению; имеет место, если размеры препятствия порядка длины волны или больше. Например, дифракция света наблюдается при… … Энциклопедический словарь
дифракция волн — 3.7 дифракция волн: Искривление фронтов и изменение высот бегущих волн, огибающих препятствия (сооружения, острова, мысы и др.); Источник: СП 38.13330.2012: Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов) … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
дифракция волн — bangų difrakcija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. wave diffraction vok. Wellenbeugung, f rus. дифракция волн, f pranc. diffraction d’ondes, f … Fizikos terminų žodynas
ДИФРАКЦИЯ ВОЛН — (от лат. diffractus разломанный), огибание волнами разл. препятствий. Д. в. свойственна всякому волновому движению; имеет место, если размеры препятствия порядка длины волны или больше. Напр., дифракция света наблюдается при распространении света … Естествознание. Энциклопедический словарь
Дифракция — первого и второго порядка как интерференция волн, образованных при падении плоской волны на непрозрачный экран с парой щелей. Стрелками показаны линии, проходящие через линии интерференционных макси … Википедия
ДИФРАКЦИЯ МИКРОЧАСТИЦ — рассеяние эл нов, нейтронов, атомов и др. микрочастиц кристаллами или молекулами жидкостей и газов, при к ром из нач. пучка ч ц возникают дополнительные отклонённые пучки этих ч ц. Направление и интенсивность таких отклонённых пучков зависят от… … Физическая энциклопедия
5.1. Общая структура волн дифференциации
Сравнительный анализ волн дифференциации всех трех рассмотренных циклов позволяет выделить некоторые их общие черты. При общей продолжительности волн дифференциации, составляющей около пяти веков, в каждой из этих волн можно выделить ряд фаз (периодов), различающихся по характеру протекающих в них процессов.
Вторая фаза волны дифференциации включает собственно геоэкономическую и геополитическую революцию, которые paдикально перекраивают экономическую и политическую карту мира; эта фаза имеет продолжительность около 200 лет. Для волны дифференциации первого (античного) цикла это был период между 600 и 400 гг. до н.э., когда в результате Великой греческой колонизации, персидских завоеваний, процессов, происходивших в Индии и Китае, тогдашний цивилизованный мир не только заметно расширился, но и качественно стал во многом другим. Центр политической, экономической, культурной жизни переместился из Египта, Ассирии и Вавилонии в Персию, Грецию, Китай, Индию. Именно на эту фазу геоэкономической и геополитической революции приходится пик «осевого времени» Ясперса, наиболее высокий взлет творческих исканий в области религии, философии, искусства: это время Будды, Заратуштры, Конфуция, Лао–цзы, Мо–цзы, Гераклита, Анаксагора, Сократа, Эсхила, Софокла, Эврипи–да, Фидия.
Для волны дифференциации второго (средневекового) цикла эта фаза приходится на период между 400 и 600 гг. н.э. — период Великого переселения народов, крушения Западной Римской империи, изменения ситуации во всем Средиземноморье и в прилегающих регионах, массовой миграции населения Китая на Юг, крупных сдвигов в Индии, связанных с образованием и крушением государства Гупт, нашествием гуннов–эфталитов и др.
Наконец, для волны дифференциации третьего цикла (Новое время) вторая фаза соответствует периоду между 1450 и 1650 гг., для которого наличие геоэкономической и геополитической революции вполне очевидно. Напомним, что это была эпоха Великих географических открытий, когда европейцами был открыт и начал осваиваться Новый Свет, были открыты новые морские и океанские пути в Африку и Азию, совершены первые кругосветные путешествия, а Московская Русь начала покорять и осваивать Сибирь. В результате этой геоэкономической и геополитической революции мир стал действительно глобальным, произошло его стремительное расширение и радикальное изменение. Центр политической, экономической и культурной жизни переместился из Средиземноморья в Северо–Западную Европу, вместо прежних мировых империй центральную роль в экономике и политике стали играть сначала Испания, затем Франция, Голландия и Англия», В культурном плане эта эпоха была необычайно плодотворна, на нее пришлось творчество Эразма Роттердамского, Сандро Боттичелли, Леонардо да Винчи, Рафаэля, Микеланджело Буонарроти, Тициана, Альбрехта Дюрера, Николая Коперника, Галилео Га–лилея, Никколо Макиавелли, Томаса Мора, Мартина Лютера, Мигеля Сервантеса, Вильяма Шекспира, Джордано Бруно, Фрэнсиса Бэкона, Рене Декарта, Рубенса, Ван–Дейка, Рембрандта, ряда крупных китайских философов, индийских поэтов Кабира, Нанака, Тулси Даса — автора поэмы «Рамаяна» и др.
Третья фаза волны дифференциации представляет собой завершение геоэкономической и геополитической революции и зарождение новой мировой империи, которая станет гегемоном в первой фазе следующей волны интеграции; продолжительность этой фазы составляет около 100–150 лет (при этом последний 50–летний период волны дифференциации, во время которого происходит бурный рост новой мировой империи, является по существу переходным, его можно рассматривать и как конец волны дифференциации, и как начало последующей волны интеграции). В третьей фазе мир после крупных и радикальных изменений начинает развиваться более спокойно, хотя новый мировой порядок еще не оформился, и происходят немалые потрясения. Так, в третьей фазе волны дифференциации первого (античного) цикла (между 400 и 300 гг. до н.э.) развитие как бы временно стабилизируется, а затем в ее конце происходит крушение державы Ахеменидов и образование державы Александра Македонского с последующим распадом на ряд крупных эллинистических государств; в это же время начинает образовываться империя Маурьев в Индии. Античная культура и соответствующие формы социальной жизни как бы «выплескиваются» вовне и заполняют большую часть Ойкумены. В третьей фазе волны дифференциации второго (средневекового) цикла (между 600 и 700 гг. н.э.) происходит зарождение ислама и образование Арабского халифата; исламская культура и соответствующий образ жизни снова как бы «выплескиваются» далеко за пределы Аравии, где они возникли. Но параллельно идет и «выплескивание» христианской культуры вместе с начинающей формироваться социальной и политической организацией, которую постепенно начинают принимать германские и славянские племена. Наконец, в третьей фазе волны дифференциации третьего цикла (между 1650 и 1800 гг.) в результате образования торгово–колониальных систем (голландской, английской, французской и др.) европейский торгово–промышленный капитализм и европейская культура «выплескиваются» далеко за пределы Европы и охватывает почти весь мир.
Итак, в эпохи, соответствующие волнам дифференциации, мир стремительно расширяется, а мировой порядок при этом радикально изменяется в результате геоэкономической и геополитической революции.
Следует также отметить, что начало образования очередной великой империи, которое наблюдается в конце каждой волны дифференциации (державы Александра Македонского и эллинистических государств в первом цикле. Арабского халифата во втором цикле и Британской империи в третьем цикле) определяется! не только политическими, но во многом и экономическими причинами. При этом экономика и политика идут рука об руку и работают друг на друга. В случае образования державы Александра Македонского это хорошо выразил И. Дройзен, который писал следующее: «Одним из сильнейших ферментов слагавшейся заново жизни должно было быть громадное количество благородного металла, данное в руки Александра завоеванием Азии.
Образование Арабского халифата, как уже говорилось, также во многом было вызвано экономическими причинами — прежде всего стремлением арабов контролировать транзитные торговые пути не только в Аравии, но и на всем Ближнем Востоке. Наконец, образование огромной Британской империи в XVIII в. было непосредственно связано с контролем над мировой океанской торговлей и с накоплением огромных богатств, которые вскоре дали толчок промышленному перевороту и обеспечили промышленно–финансовую монополию Великобритании в мире. Таким образом, переход от волны дифференциации к волне интеграции в каждом цикле вызывался совокупным действием мощных экономических, политических, социальных и культурных факторов. Эти факторы, усиливая друг друга по принципу синхронизации, о котором шла речь в главе 1, вызывали глобальные изменения всего мирового порядка.
Интерференция и дифракция
Интерференция – это сложение колебаний. В результате интерференции в каких-то точках пространства происходит рост амплитуды колебаний, а в других – их уменьшение. Неизменная картина интерференции наблюдается только тогда, когда разность складываемых колебаний постоянна (они когерентны). Очевидно, что когерентными могут быть колебания одинаковой частоты. Поэтому чаще всего изучают интерференцию монохроматических колебаний.
На фото изображена интерференция волн на поверхности воды.
Интерференцию световых волн можно наблюдать, если положить стеклянную линзу на стеклянную пластинку (см. рисунок справа) и посмотреть на них сверху. Луч света (красные стрелки) падает сверху на линзу, преломляется, отражается от её нижней искривлённой поверхности и выходит из линзы (луч 2). Однако часть луча, упавшего на нижнюю поверхность линзы, выходит из неё, падает на стеклянную пластинку, отражается от неё, проходит через линзу и выходит из неё (луч 1). Лучи 1 и 2 когерентны, т.к. они возникли из одного луча.
Если попав в глаз, фаза этих лучей будет отличаться на целое число периодов, то эти лучи будут усиливать друг друга и мы увидим яркое пятно. В тех случаях, когда их разность фаз составит нечётное число полупериодов (Т/2, 3Т/2, 5Т/2 и т.д.) лучи уничтожат друг друга, и мы увидим тёмное пятно.
Очевидно, что разность фаз между лучами 1 и 2 зависит от толщины зазора между линзой и пластинкой. Поэтому, смотря сверху мы увидим чередующиеся тёмные и светлые кольца – кольца Ньютона (см. рисунок).
На фото ниже показаны интерференционные полосы для синего света (левая), для красного света (средняя) и для белого света (правая).
Интерференционные полосы можно наблюдать в свете, отражённом от вертикально расположенной мыльной плёнки (см. рисунок ниже). Толщина плёнки увеличивается сверху вниз, что изменяет разность хода между лучами, отражёнными от обеих поверхностей плёнки. На рисунке а схематически показан верхний красный луч, падающий слева на фиолетовую плёнку (в разрезе). Этот луч сразу отражается и получает обозначение (луч 1). Другая часть того же луча преломляется в плёнке, отражается от другой её поверхности (луч 2) и продолжает двигаться рядом с лучом 1. Если при этом разница фаз между лучами 1 и 2 станет кратной периоду колебаний, то лучи будут усиливать друг друга, и мы увидим яркую полосу. Если же эта разница фаз составит нечётное число полупериодов (Т/2, 3Т/2, 5Т/2 и т.д.), то они уничтожат друг друга, а мы увидим тёмную полосу.
Следует отметить, что волны при отражении изменяют фазу на 180° (или p), если отражаются от более оптически плотной среды, например, при отражении света в воздухе от воды. Если отражение происходит от менее оптически плотной среды, то изменение фазы волны не происходит.
где l0 – длина волны света в вакууме.
Дифракцией называют явления, связанные со свойством волн огибать препятствия, т.е отклоняться от прямолинейного распространения.
На рисунке ниже показано, как меняют направление звуковые волны после прохождения через отверстие в стене. Согласно принципа Гюйгенса области 1-5 становятся вторичными источниками сферических звуковых волн. Видно, что вторичные источники в областях 1 и 5 приводят к огибанию волнами препятствий.
Ниже показано фото тени от монеты на экране при освещении её источником монохроматического света. Видно, что в центре тени есть яркое пятно, образованное интерференцией лучей, огибающих край монеты. Интерференция этих лучей приводит к появлению чередующихся тёмных и ярких колец, окружающих тёмный диск тени. Этот эксперимент тоже является иллюстрацией явления дифракции света.
Ниже показано увеличенное фото тени верхнего края непрозрачной стены на экране. Видно, что переход из тёмной части тени в освещённую происходит не резко, а через последовательность чередующихся тёмных и ярких полос. Эти полосы являются результатом дифракции лучей света на краю препятствия и последующей их интерференции.
Если расстояние L до экрана, на котором наблюдают дифракционную картину, гораздо больше ширины a щели (см. рисунок ниже), то угол, под которым виден первый дифракционный минимум номер n (см. yn на рисунке), можно вычислить из соотношения
Дифракция света наблюдается, если он проходит через круглое отверстие (см. левый рисунок). При этом дифракционная картина состоит из центрального яркого пятна, окружённого чередой тёмных и ярких колец. При этом угловой диаметр q1 центрального яркого пятна равен
Таким образом, чем больше будет диаметр входной линзы или зеркала телескопа, тем больше звёзд мы увидим на небе.
Дифракционная решётка – это прозрачная пластинка, на которую через одинаковое расстояние d (период решётки) нанесены параллельные штрихи. Плоский фронт световой волны падает слева на дифракционную решётку (см. рисунок) и претерпевает дифракцию на её штрихах. После интерференции прошедших через решётку лучей появляются направления, вдоль которых наблюдаются дифракционные максимумы и минимумы интенсивности света.
Угол qn, под которым виден первый дифракционный максимум номер n, легко вычислить, если считать, что расстояние до экрана Р гораздо больше периода решётки d:
На рисунке справа показано, как дифракционная решётка расщепляет голубой луч лазера.
Дифракционная решётка не только может отклонять лучи, как призма, но и разлагать их в спектр. Справа показано, что происходит с белым светом, после того, как он проходит через дифракционную решётку. Видно, что дифракционная картина в этом случае представляет собой наложение дифракционных картин для цветов, образующих белый свет
Явления дифракции и интерференции света помогают Природе раскрашивать всё живое, не прибегая к использованию красителей