Интерференционные полосы на цилиндрическом экране
8/10Две плоские когерентные волны с одинаковой интенсивностью и длиной волны \(\lambda\) падают на цилиндрический экран. Угол между направлениями распространения волн равен \(\alpha\) (см. рисунок). Найдите расстояние между соседними интерференционными полосами вблизи точки \(A\), считая, что оно много меньше радиуса цилиндра. Угол между направлением \(AO\) и направлением одной из плоских волн равен \(\varphi\).

▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(\delta x = \dfrac{\lambda}{2\sin\dfrac{\alpha}{2}\cos\left(\varphi + \dfrac{\alpha}{2}\right)}\).
РешениеТак как радиус экрана много больше расстояния между соседними интерференционными полосами, то его участок вблизи точки \(A\), на котором располагаются эти полосы, можно считать плоским. Круговая частота колебаний, соответствующих волне с длиной \(\lambda\), распространяющейся со скоростью \(c\), равна \(\omega = 2\pi c/\lambda\).

Угол, который образует направление волны, падающей вдоль радиуса \(BO\) (см. рис. 4.38), с рассматриваемой частью экрана, равен \(\beta_1 = \dfrac{\pi}{2} - \varphi\). Для второй волны соответствующий угол равен \(\beta_2 = \dfrac{\pi}{2} - \varphi - \alpha\). Расстояние \(\delta x\) между двумя соседними максимумами на экране находится из условия изменения разности фаз обеих волн на \(2\pi\): \[2\pi = \dfrac{\omega}{c}\cdot\delta x(\cos\beta_1 - \cos\beta_2).\] Отсюда \[\delta x = \dfrac{2\pi c}{\omega}\cdot\dfrac{1}{\cos\beta_1 - \cos\beta_2} = \dfrac{\pi c}{\omega\sin\dfrac{\beta_1 - \beta_2}{2}\sin\dfrac{\beta_1 + \beta_2}{2}} =\] \[= \dfrac{\pi c}{\omega\sin\dfrac{\alpha}{2}\cos\left(\varphi + \dfrac{\alpha}{2}\right)} = \dfrac{\lambda}{2\sin\dfrac{\alpha}{2}\cos\left(\varphi + \dfrac{\alpha}{2}\right)}.\]
Похожие задачи
- СВЧ-антенна из излучателей МОШ 2010/11, 11 кл.
- Измерение радиуса звезды IPhO 2016/17, 11 кл.
- Фаза Панчаратнама APhO 2011/12, 11 кл.
- Интерферометр Майкельсона ВсОШ 1997/98, 11 кл.
- Размер Солнца Белорусская 2022/23, 11 кл.
- Частицы и волны IPhO 2020/21, 11 кл.