Interferenz und Überlagerung von Wellen

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Im Bild oben stellen schwarze und blaue Linien Wellen (mechanisch) dar, die aus den Schlitzen (nach Beugung) austreten. Nehmen wir an, dass sich am Punkt A das Zentrum eines hellen Streifens befindet. Das heißt, der Gangunterschied zwischen der am weitesten oben liegenden schwarzen und blauen Linie ist ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge der Welle. Aber die blaue Linie, bevor sie den Punkt A erreicht, interagiert mit vielen blauen Linien. Gibt es keine Möglichkeit, die Welle (blaue Linie) zu stornieren? Okay, dann betrachten wir für eine Weile, dass beide Wellen am Punkt F phasenverschoben sind. Wie würde dann diese blaue Linie bis zum Punkt A reichen? Sollte das Teilchen bei F nicht statisch bleiben, da sich dort draußen die Wellen aufheben?

Okay, dann können wir wieder davon ausgehen, dass sich die Welle irgendwie ausbreitet. Diese Wechselwirkungen am Punkt E und einige andere ändern jedoch die Intensität der blauen Linie. Warum betrachten wir dann die Intensität der Resultierenden bei A als genau doppelt so hoch wie die der schwarz/blauen Linie? Oder ist es nur eine Annäherung, sondern variiert in Wirklichkeit je nach Position?

** Alle Wellen, die durch die schwarzen und blauen Linien dargestellt werden, haben die gleiche Frequenz und Amplitude**

Die meisten/alle Medien, die wir in der Wissenschaft verwenden (Luft, Wasser, EM-Feld usw.), gelten als verlustfrei. Zu viele Mathematiklehrer lehren Wellen addieren und dann löschen, in der Physik ist Überlagerung vorübergehend, ein kurzer Moment oder eine Sekunde in der Zeit, die Wellen dauern tatsächlich ewig an, bis sie absorbiert werden. Alle Wellen werden schließlich absorbiert: Wasserwellen schlagen am Strand auf, Schall wird von Materialien absorbiert, EM-Wellen (können als Photonen bezeichnet werden) werden von Elektronen in einzelnen Atomen/Molekülen erzeugt und nur von Atomen/Molekülen absorbiert. MUSS Energie sparen!
Aber soll es sich nicht in andere Energieformen umwandeln, wenn es sich phasenverschoben überlagert? Wie würden sich dann die nachfolgenden Teilchen in der Wellenform bewegen, ich meine oszillieren?
siehe diese Frage und meine Antwort physical.stackexchange.com/questions/623648/…

Antworten (2)

Die resultierende Verschiebung aufgrund einer Welle hat mit der Verschiebung des „schwingenden Mediums“ zu tun, zum Beispiel bei einer Wasserwelle steigt das Wasser beim Passieren der Welle auf unterschiedliche Höhen.

Zwei Wellen, die sich in verschiedene Richtungen bewegen, könnten einen Punkt im Wasser passieren. Interferieren sie konstruktiv, so ist die Resultierende doppelt so hoch. Wenn sie destruktiv eingreifen, könnte die Höhe Null sein (relativ zur ursprünglichen Wasseroberfläche) - aber das bedeutet nicht, dass die beiden Wellen aufgehört haben. Sie würden beide weitermachen und davon unberührt bleiben.

dieser Link könnte nützlich sein

https://courses.lumenlearning.com/boundless-physics/chapter/waves/

Aber wenn wir Wellen wie eine Schnur mit einigen Perlen darauf denken und eine Querwelle erzeugt wird, dann hängt die Schwingung einer Perle von der vorherigen ab. Wenn der vorherige nicht schwingt, wie wird dann der nächste schwingen? Betrachten wir die Welle als kontinuierlich
Wenn die beiden Wellen, die sich bei F treffen, kontinuierlich sind, dann könnte es dort immer destruktive Interferenz geben, zB trifft ein Gipfel immer auf ein Tal. Wenn wir von F nach E gehen, gibt es einen Unterschied, wie weit wir uns von jedem Schlitz bewegen. zum Beispiel könnte E 1,2 cm weiter vom unteren Schlitz entfernt sein (als F), aber nur 0,9 cm weiter vom oberen Schlitz. Die Verschiebungen der beiden Wellen variieren also unterschiedlich, was eine Resultante ungleich Null ermöglicht, die nahe F winzig ist und wächst, wenn wir uns E nähern. Für eine Linie durch F senkrecht zu den roten Linien könnte es immer destruktive Interferenz auf dieser Linie geben.
Grundsätzlich ist meine Frage, dass es, wie wir im Bild bemerkt haben, unzählige Wechselwirkungen zwischen Wellen gibt. Viele von ihnen könnten destruktiv sein, was bedeutet, dass sich einige Wellenpaare schließlich aufheben werden. Aber da es unendlich viele dieser Wechselwirkungen gibt, wie können diese Wellen in Richtung des Bildschirms vordringen? Selbst wenn einige Wavelets irgendwie einen Weg finden, um fortzufahren, hätte diese Zahl geringer sein sollen. Und als Ergebnis würde sich herausstellen, dass die Menge an hellen Streifen im Vergleich zu dem, was in Wirklichkeit beobachtet wird, zu gering wäre.
Ich weiß, dass ich etwas übersehe oder die ganze Sache falsch verstanden haben könnte. Wäre eine große Hilfe, wenn Sie darauf hinweisen könnten, welche Punkte mir fehlen oder etwas mehr Verständnis benötigen.
Entschuldigung, aber ich vermute, es gibt ein grundlegendes Missverständnis über Wellen. Die Art und Weise, wie Sie die Linien gezeichnet haben, ist verwirrend. Normalerweise zeichnet man auch konzentrische Kreise, zentriert auf jeden Schlitz, dann können die Kreise zB Spitzen der Welle zu einem bestimmten Zeitpunkt darstellen. Die radialen Linien zeigen nur die Richtung der Energieübertragung. Der Antwort wird ein Link hinzugefügt, der Ihnen hilft, Wellen zu studieren.

Gute Frage.

Bei Wasserwellen an phasenverschobenen Punkten (unserem Punkt F) verschwindet die Energie nicht, sie verteilt sich seitwärts und kommt später zu diesem Punkt zurück. Wasserwellen sind nicht nur Transversalwellen. Sie haben auch Längskomponenten.

Nicht so für EM-Wellen. Solche Wellen bestehen aus Photonen (für die QM-Theoretiker: Wie erzeugt man eine EM-Welle ohne die Emission von Photonen von angeregten subatomaren Teilchen?) Photonen interagieren bei niedrigen Energien nicht und jede Interferenz ist ein gutes mathematisches Werkzeug, um Streifen zu berechnen. In der Natur werden Photonen an Kanten so abgelenkt, dass bestimmte Richtungen bevorzugt werden und man auf dem Schirm ein Intensitätsmuster sieht.

Also beobachten wir im Grunde die Ausbreitung der Längskomponente der Wasserwelle während der Interferenz? Damit ist es intuitiv richtiger als der Transversalwellenfall.
Beim Studium der Interferenz sehen wir, dass es am Punkt A zu einer konstruktiven Interferenz kommt, wenn sich beide Wellen in Phase treffen. Aber ich konnte nicht verstehen, wie diese blaue Linie (Welle) zu Punkt A kommt, wenn sie an Punkt F bereits eine andere Welle phasenverschoben getroffen hat. Die Energie der Welle wurde in andere Mittel umgewandelt, wie der Rest des Teilchens entlang FA dann oszillieren?
Interferenz und Überlagerung von Wellen
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