Συμβολή

Συμβολή

Interference

Κυματική Συμβολή

Κυματική Συμβολή Πείραμα Δύο Σχισμών Κυματική

- Ένα φαινόμενο.

Ετυμολογία

Η ονομασία "Συμβολή" σχετίζεται ετυμολογικά με την λέξη "βολή".

Περιγραφή

Τα σημεία στα οποία έχουμε ενισχυτική συμβολή και τα σημεία στα οποία έχουμε απόσβεση βρίσκονται σε υπερβολές με εστίες τις πηγές Ο1 και Ο2.

Συμβολή ονομάζεται η ταυτόχρονη διάδοση δύο κυμάτων στην ίδια περιοχή του μέσου στο οποίο μπορεί και μεταδίδεται το κύμα.

Για να παρατηρηθούν φαινόμενα συμβολής θα πρέπει οι κυματικές πηγές να είναι σύμφωνες, δηλαδή να έχουν ίδια ακριβώς συχνότητα και μονοχρωματικές, δηλαδή να εκπέμπουν αποκλειστικά κύμα μίας συγκεκριμένης συχνότητας και μήκους κύματος.

Η συμβολή συναντάται συχνά στις τηλεπικοινωνίες. Οι περιπτώσεις συμβολής στις ασύρματες επικοινωνίες είναι από τις κυριότερες αιτίες που οδηγεί σε διαλείψεις δηλαδή αλλοιώσεις του λαμβανόμενου σήματος

Όσο αφορά την Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία, χρήσιμη είναι η σχέση

$I={\frac {1}{2}}c\epsilon _{0}E^{2}$

Ενισχυτική και αποσβετική συμβολή

Δύο κύματα που διαδίδονται ταυτόχρονο στην ίδια περιοχή του μέσου μπορούν να συμβάλλουν είτε ενισχυτικά είτε αποσβεστικά.

• Αν στην ίδια περιοχή του χώρου συναντηθούν κύματα που βρίσκονται στην ίδια φάση το αποτέλεσμα είναι ενισχυτική συμβολή ενώ
• αν στην ίδια περιοχή του χώρου συναντηθούν κύματα που έχουν διαφορά φάσης 180° το αποτέλεσμα είναι αποσβετική συμβολή.

Γενικά ισχύει

• στην ενισχυτική συμβολή πρέπει η διαφορά φάσης των δυο κυμάτων να είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του 2π ενώ
• στην αποσβετική συμβολή θα πρέπει η διαφορά φάσης των δυο κυμάτων να είναι περιττό πολλαπλάσιο της γωνίας π.

Απλούστερα:

• αν στο ίδιο σημείο του χώρου συναντηθούν ταυτόχρονα δύο κυματικές κορυφές ή δύο κυματικά ελάχιστα το αποτέλεσμα είναι διπλασιασμός του πλάτους της κορυφής ή των ελαχίστων, επομένως είναι ενισχυτικό.
• Αν στο ίδιο σημείο του χώρου όμως συναντηθεί ελάχιστο με κορυφή το αποτέλεσμα είναι τα δύο κύματα να αλληλοαναιρεθούν και το αποτέλεσμα είναι αποσβετικό.

Πειραματική μελέτη της συμβολής

Η συμβολή παρατηρήθηκε με το Πείραμα Δύο Σχισμών του φυσικού Thomas Young το 1801, το οποίο επιβεβαίωσε την κυματική φύση του φωτός.

Σύμφωνα με το πείραμα αυτό το φως μίας μονοχρωματικής πηγής προσπίπτει σε ένα διάφραγμα στο οποίο είναι χαραγμένες δύο παράλληλες πολύ λεπτές σχισμές.

Το αποτέλεσμα είναι να σχηματίζεται στο πέτασμα (σε μία οθόνη) πίσω από τις σχισμές μία εικόνα από εναλλασσόμενες φωτεινές και σκοτεινές ζώνες. Το σχέδιο που δημιουργείται ονομάζεται εικόνα συμβολής και αποτελείται από διαδοχικούς φωτεινούς και σκοτεινούς κροσσούς, τους κροσσούς συμβολής.

Όπως είδαμε παραπάνω

• αν στην ίδια περιοχή του χώρου συναντηθούν κύματα που βρίσκονται στην ίδια φάση το αποτέλεσμα είναι ενισχυτική συμβολή ενώ
• αν στην ίδια περιοχή του χώρου συναντηθούν κύματα που έχουν διαφορά φάσης 180° το αποτέλεσμα είναι αποσβετική συμβολή.

Ισχύει δηλαδή:

$\Delta \phi = \begin{cases} 2n\pi ,& \epsilon \nu \iota \sigma . \\ (2n+1)\pi ,& \kappa\alpha\tau . \end{cases}$

ή αλλιώς για την διαφορά δρόμων των ακτίνων από κάθε σχισμή σε ένα σημείο ισχύει:

$r_1 - r_2 = \begin{cases} n\lambda,& \epsilon \nu \iota \sigma . \\ (n+\frac{1}{2})\lambda,& \kappa\alpha\tau . \end{cases}$

Από την παραπάνω σχέση προκύπτει ότι η ενισχυτική συμβολή στο πείραμα με τις δύο σχισμές ακολουθεί την παρακάτω συνθήκη:

$\frac{n\lambda}{d} = \frac{x}{L} \quad\Leftrightarrow\quad{n}{\lambda}=\frac{xd}{L}\;,$

όπου

λ το μήκος κύματος του φωτός,

d το πάχος της σχισμής

x η απόσταση ανάμεσα στον παρατηρούμενο φωτεινό κροσσό από τον κεντρικό

n ο αύξων αριθμός του παρατηρούμενου φωτεινού κροσσού από τον κεντρικό

L η απόσταση μεταξύ σχισμών και οθόνης.

Με την βοήθεια της τελευταίας σχέσης μπορούμε να υπολογίσουμε το μήκος κύματος μίας άγνωστης δέσμης πραγματοποιώντας το πείραμα του Yung.

Συμβολή σε λεπτούς υμένες

Το φαινόμενο της συμβολής παρατηρείται επίσης σε λεπτούς υμένες (πολύ λεπτές μεμβράνες όπως η επιφάνεια μίας φυσαλίδας). Το κύμα αλλάζει φάση 180° κατά την ανάκλαση, όταν διαδίδεται σε μέσο χαμηλού δείκτη διάθλασης και ανακλάται από μέσο μεγαλύτερου δείκτη διάθλασης.

Επομένως όταν ένα κύμα διαπερνά έναν υμένα ένα μέρος του κύματος ανακλάται στην επιφάνεια του με αλλαγή φάσης 180° και ένα μέρος του διαπερνά την επιφάνεια του και ανακλάται στην δεύτερη διαχωριστική επιφάνεια του υμένα με αποτέλεσμα να εξέρχεται τελικά με διεύθυνση παράλληλη με την πρώτη ανακλώμενη δέσμη.

Οι δύο δέσμες που συναντώνται στην επιφάνεια του υμένα μπορούν να συμβάλλουν

• είτε ενισχυτικά
• είτε αποσβετικά

ανάλογα με το πάχος του υμένα, του μήκους κύματος του φωτός και την γωνία με την οποία προσπίπτει το φως στην μεμβράνη.

Αν το φως που προσπίπτει στην μεμβράνη δεν είναι μονοχρωματικό αλλά φυσικό τότε παρατηρούνται ιριδισμοί στην επιφάνεια της μεμβράνης, κάτι που παρατηρείται σε φυσαλίδες ή σε σταγόνες ελαίου σε επιφάνειες ύδατος.

Εσωτερική Αρθρογραφία

• συμβόλαιο
• Κύμα
• Ποτάμια Συμβολή
• Κυματική Συμβολή
  • Οπτική Συμβολή
  • Ηχητική Συμβολή
• Πείραμα Καθυστερημένης Επιλογής (Wheeler's delayed choice experiment)

Βιβλιογραφία

• Θεμελιώδης πανεπιστημιακή φυσική - Αλόνσο Φινν
• Physics - Raymond A. Serway, τόμος ΙΙ
• Φυσική θετικής και τεχνολογικής κατεύθυνσης Γ΄ λυκείου, ΟΕΔΒ

Ιστογραφία

• Ομώνυμο άρθρο στην Βικιπαίδεια
• Ομώνυμο άρθρο στην Livepedia
• Εφαρμογή που απεικονίζει το πείραμα διπλής σχισμής του Young
• Εικονικό πείραμα φυσικής,το πείραμα διπλής σχισμής του Young
• Εφαρμογή:Συμβολή ηχητικών κυμάτων.
• phys.libretexts.org

Κίνδυνοι Χρήσης

Αν και θα βρείτε εξακριβωμένες πληροφορίες σε αυτήν την εγκυκλοπαίδεια ωστόσο, παρακαλούμε να λάβετε σοβαρά υπ' όψη ότι η "Sciencepedia" δεν μπορεί να εγγυηθεί, από καμιά άποψη, την εγκυρότητα των πληροφοριών που περιλαμβάνει. "Οι πληροφορίες αυτές μπορεί πρόσφατα να έχουν αλλοιωθεί, βανδαλισθεί ή μεταβληθεί από κάποιο άτομο, η άποψη του οποίου δεν συνάδει με το "επίπεδο γνώσης" του ιδιαίτερου γνωστικού τομέα που σας ενδιαφέρει." Πρέπει να λάβετε υπ' όψη ότι όλα τα άρθρα μπορεί να είναι ακριβή, γενικώς, και για μακρά χρονική περίοδο, αλλά να υποστούν κάποιο βανδαλισμό ή ακατάλληλη επεξεργασία, ελάχιστο χρονικό διάστημα, πριν τα δείτε. Επίσης, Οι διάφοροι "Εξωτερικοί Σύνδεσμοι (Links)" (όχι μόνον, της Sciencepedia αλλά και κάθε διαδικτυακού ιστότοπου (ή αλλιώς site)), αν και άκρως απαραίτητοι, είναι αδύνατον να ελεγχθούν (λόγω της ρευστής φύσης του Web), και επομένως είναι ενδεχόμενο να οδηγήσουν σε παραπλανητικό, κακόβουλο ή άσεμνο περιεχόμενο. Ο αναγνώστης πρέπει να είναι εξαιρετικά προσεκτικός όταν τους χρησιμοποιεί.

- Μην κάνετε χρήση του περιεχομένου της παρούσας εγκυκλοπαίδειας
αν διαφωνείτε με όσα αναγράφονται σε αυτήν

---

>>Διαμαρτυρία προς την wikia<<

- Όχι, στις διαφημίσεις που περιέχουν απαράδεκτο περιεχόμενο (άσεμνες εικόνες, ροζ αγγελίες κλπ.)

---