Рассеяние волн

Как вы видите, различие между рассматриваемыми нами тремя видами волн очень велико. Однако, несмотря на это различие, законы распространения всех волн очень сходны между собой. Мы можем поэтому по поведению одних волн, например волн на воде, судить о поведении других волн, например невидимых электромагнитных. Сейчас мы укажем лишь на одно обшее свойство всех волн. Оно состоит в следующем: Пусть какой-нибудь колеблющийся источник — поплавок, лезвие, электрон — излучает волну. Если на пути этой волны поставить такой же предмет, но не колеблющийся, то под влиянием волны он начнёт колебаться и сам станет источником волн: от него побегут новые расходящиеся во все стороны волны. Это явление называется рассеянием первоначальной волны. Так, например, идущая по воде к берегу волна заставляет колебаться поплавок, встреченный ею на своём пути, а колебания этого поплавка порождают новые расходящиеся круговые волны (рис. 5). Таким же образом и звуковая волна, падающая на зажатое в тисках лезвие, заставляет

image

Рис. 5. Рассеяние волны на поплавке.

его колебаться и излучать новые звуковые волны. Правда, в последнем случае колебания лезвия очень малы, но если вместо лезвия, зажатого в тиски, взять две одинаковые струны, то можно, заставляя звучать одну из них, получить заметные звучания и второй струны. Наконец, покоящийся электрон также начинает колебаться под действием электромагнитной волны и, в свою очередь, излучает новые электромагнитные волны.

Во всех трёх случаях мы имеем дело с рассеянием волн: в первом примере водяная волна рассеивается на поплавке, во втором — звуковая волна рассеивается на лезвии или струне и в третьем — электромагнитная волна рассеивается на электроне. Таким образом с помощью поплавка, зажатого лезвия и электрона можно узнать, есть ли в интересующем нас месте волны. При этом самым чувствительным обнаружителем волны будет лёгкий и очень подвижный электрон. Даже очень слабая электромагнитная волна, идущая от отдалённого источника, может заставить его колебаться.

Теперь мы можем ответить на вопрос, что колеблется в какой-либо точке пространства, когда через эту точку проходит электромагнитная волна, и что представляют собой «гребни» и «впадины» электромагнитной волны.

image

Рис. 6. Электромагнитная волна, а — положение слоев с различным направлением силы в определённый момент времени; б—положение слоёв в более

Страница 1 of 212