Vlnění a interference

Jak to funguje

Simulace řeší dvourozměrnou vlnovou rovnici: každý bod hladiny kmitá a předává výchylku sousedům. Vlnová délka λ je vzdálenost dvou sousedních hřbetů a platí λ = v / f; při výchozích hodnotách (2,0 m/s a 1,2 Hz) vychází asi 1,67 m. Když se setkají dvě vlny, jejich výchylky se sčítají. Kde se potká hřbet s hřbetem, vlna zesílí, kde hřbet s důlem, zanikne. Za úzkou štěrbinou se vlna rozbíhá do stran; tomu se říká difrakce neboli ohyb.

v = λ · fzesílení: Δd = k·λzeslabení: Δd = (k + ½)·λ

Vyzkoušejte si

1. Vyberte „Jeden zdroj“. Pod vzorcem v = λ · f si přečtěte vlnovou délku, pak zvyšte „Frekvence“ na 2,4 Hz. Odhadněte předem: vlnová délka klesne na polovinu.
2. Přepněte na „Interference“ a najděte klidné pásy, kde se vlny ruší. Zvyšte frekvenci: pásů přibude a přiblíží se k sobě.
3. Vyberte „Jedna štěrbina“ a snižte frekvenci na 0,6 Hz. Delší vlna se za otvorem rozbíhá víc. Nástrojem „Guma“ otvor rozšiřte a výsledek porovnejte.
4. „Dvojštěrbina“ spojuje oba jevy: za dvěma otvory vznikne interferenční obrazec stejně jako v Youngově pokusu se světlem.

Co model zjednodušuje

Jde o lineární model malých výchylek na mřížce s krokem 0,1 m. Nezahrnuje proudění vody ani to, že rychlost skutečných vln na vodě závisí na hloubce a vlnové délce. Velmi krátké vlny (vysoká frekvence při nízké rychlosti) mřížka zachytí jen přibližně. Pohlcující okraje odrazy tlumí, odrážející napodobují stěnu.

Související experimenty

• Paprsková optika
• Obvody RLC
• Dvojité kyvadlo