Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

ВЛИЯНИЕ ДВИЖЕНИЯ СРЕД НА ИНТЕРФЕРЕНЦИОННУЮ КАРТИНУ ДВУХ ИСТОЧНИКОВ

Шайдулинна С.Р. 1 Лебедева М.И. 1 Глущенко А.Г. 1 Глущенко Е.П. 1
1 Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики
1. Гринченко В.Т., Вовк И.В., Мацыпура В.Т. Основы акустики. – Киев: Наукова думка, 2007. – 640 с.
2. Осташев В.Е. Распространение звука в движущихся средах. Современные. проблемы физики. – М.: Наука. Физматлит. 1992. – 208 с.
3. Глущенко А.Г., Глущенко Е.П., Иванов В.В., Устинова Е.С. Интерференция волн в невзаимных средах // В мире научных открытий.– 2012.– №1.1(25).– С.98-112.

При наложении когерентных волн с одинаковым направлением колебаний от двух или более источников наблюдается формирование в пространстве стационарного распределения переменной интенсивности, возникающей за счет перераспределения в пространстве их энергии, интерференция [1–3]. Движение среды существенно влияет на волновые процессы, что наиболее наглядно проявляется для упругих волн [3], поскольку скорость движения среды может быть сопоставима со скоростью распространения волн в среде [1–2]. Рассмотрим здесь влияние движения среды на интерференционную картину, создаваемую двумя когерентными источниками упругих волн s1 и s3 (рис. 1) в среде, характеризуемой скоростью распространения волн aktual59.wmf. Направление движения со скоростью u среды совпадает с осью 0X.

akt23.tif

Рис. 1. Интерференция волн от двух источников в подвижной среде

Основные соотношения. В соответствии с принципом суперпозиции суммарное давление поле в точке P определяется суммой:

aktual62.wmf,

где aktual63.wmf – это время задержки волны, проходящей более длинный путь r2, от второго источника по сравнению с волной, распространяющейся по пути r1. Скорости распространения для первой и второй волн от источников в направлении точки наблюдения P различаются: aktual65.wmf и aktual66.wmf. Разность фаз этих двух волн, описывается формулой aktual67.wmf, где волновые числа для первой волны

aktual68.wmf

и второй волны

aktual69.wmf

также различаются. Углы a1, a2, которые определяют направление распространения первой и второй волн в точку P определяются соотношениями (рис. 1):

aktual72.wmf, aktual73.wmf.

Тогда волновые числа можно представить в виде:

aktual74.wmf;

aktual75.wmf.

Расстояния от источников до точки наблюдения:

aktual76.wmf, aktual77.wmf.

При наложении волн в точке P возникает результирующая волна aktual78.wmf с той же частотой, амплитуда волны определяется из соотношения:

aktual79.wmf.

Учитывая, что энергия волн, пропорциональна квадрату ее амплитуды (aktual80.wmf), интенсивность в точке P представим в виде:

aktual81.wmf

где aktual82.wmf – величина степени когерентности, которая в общем случае является комплексной функцией и может быть представлена в виде: aktual83.wmf, aktual84.wmf – функция корреляции. Максимальная интенсивность aktual85.wmf будет наблюдаться в тех точках, для которых aktual86.wmf, минимальная – aktual87.wmf в точках, где aktual88.wmf, т.е.

aktual89.wmf

где aktual90.wmf… порядок интерференции.

В случае некогерентности источников параметр aktual91.wmf и интенсивность не зависит от координаты

aktual92.wmf.

При aktual93.wmf мы имеем дело с полностью когерентными источниками и при aktual94.wmf

aktual95.wmf.

На рис. 2 показано влияние движения среды на интерференционную картину для двух длин волн. Движение среды параллельно плоскости, в которой расположены источники формирует несимметрию интерференционной картины двух источников. Движение среды приводит к смещению положения максимумов и минимумов. Центральные максимумы интерференционной картины менее чувствительны к движению среды. Существенное влияние на интерференционную картину проявляется при скоростях среды aktual96.wmf.

akt24.tif

Рис. 2. Распределение интенсивности волн на экране при k=3 (а) и k=5 (б)

Заключение. Рассмотрено влияние движения среды параллельно плоскости, в которой расположены источники излучения. Установлено, что в направлении движения среды интерференционная картина растягивается, а в противоположном направлении – сжимается.


Библиографическая ссылка

Шайдулинна С.Р., Лебедева М.И., Глущенко А.Г., Глущенко Е.П. ВЛИЯНИЕ ДВИЖЕНИЯ СРЕД НА ИНТЕРФЕРЕНЦИОННУЮ КАРТИНУ ДВУХ ИСТОЧНИКОВ // Международный студенческий научный вестник. – 2016. – № 3-3. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=15004 (дата обращения: 30.11.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074