Звуковые волны

Примечание	от редактора: не все рисунки получились
	Загрузить архив:
	Файл: ref-18693.zip (9kb [zip], Скачиваний: 143) скачать

Волны в противофазе

В 1947 г. английскийфизикДэннисГабор  предло­жилинте­ресныйспособ  устра­ненияабер­рации[a]в  электрон­ныхмик­роскопах.Он  предло­жилпреоб­разовыватьэлек­тронную  волнувсветовую,  устра­нятьхорошоиз­вест­ную  оптиче­скуюаберрацию,апо­томснова  преобразовыватьэтуволну  вэлек­троннуюи,  ужеочищеннуюот  аберрации,ис­пользоватьвдальнейшем.Од­нако  чтобы«под­лечить»све­товую  волнуследуетеё  каким-тообразомзафиксировать,и  обычнаяфотогра­фиядля  этойцелине  подойдёт.Когдамы  смот­римнафотогра­фический, снимоквсе  предметыизобра­жённыена нём  кажутсянамплоскими.  Чтоособенновыра­жено  прикосомрассматри­ва­нииснимка.  Деловтом,  чтофотогра­фиядаётнамин­фор­мацию  толькообамплитуде  све­товойволны,из­лучаемой  предме­том,ноабсо­лютно  ни­чегонеговорит  оеёфазе.  Другимисловамиплёнка  фик­сируеттолькоин­тенсив­ностьпадающего  нанеёсвета,  тоестьте  предметы,которыепри  съёмкебылиос­вещены  силь­нее,получилисьярче  инафо­тографии.  Однакоуловитьфазу,  тоесть   оп­ределить  на­сколькооднаволна  пришлапозжедругой,  ниодинприбор  невсостоянии.  Деловтом,  чточастотавиди­мого  светаравна   4·10¹⁴ — 7,5·10¹⁴Гципо­этому   фазу  этойволныпред­став­ляетдовольно  боль­шиетрудно­сти.Однако  всемизвестнакартина  ин­терферен­ции света счередую­щимисячёрными  ибелымиполо­сами.  Причём,   какиз­вестно,  чёр­ные   полосыэто  теобласти,где  волны,прошед­шиечерез  щели,со­шлись в противо­фазе,то  естьсосдви­гом  фазв180^о,а  белыеоб­ласти там–   гдеволныпопали  вфазу,то  естьсосдвигом  фазв0^о.Ос­тальные  уча­сткисерогоцвета  соответствуютпромежуточнымслучаям,  ко­гдасдвигфаз  большеилименьше  180^о.

Такимоб­разом,на  этом ри­сунке смоглазапе­чат­летьсяинфор­мация  иофазе  световойволныи  обеёам­плитуде,  нотолькоэто  картинасум­мар­нойволны,  полу­чившейсявре­зультате  интерфе­ренции,икак  бынаходящаясяв«за­шифрованном»состоянии. 

Итак,Лондон,  1947г.Габорпытается  пойматьсветовуюволну.  Дляэтогоон  берётполупро­зрачныйкубик  иосвещаетегору­нойлампой[b],кото­рая  тогдабыланаилучшим  источ­ником световыхволнпостоянной длины.Таким  образомволнаотлампы(А₁)попала  накубик,ипоявиласьотражённая  волна(А₂),которая,  сложившисьсволной   А₁,образовалановую  суммарнуюсветовуюволну: 

А₃ = А₁+ А₂

Напутиволны  А₃Габорпоставил  оченьчувствительнуюфотопластинку.В  результатенаней  зафиксироваласьинтерференционнаякартина — перемежающиесябелые  ичёрныеполосы.

Итак,Габору  удалось«заморозить»световую  волну,испускаемуюкубиком.  Новместес  нейнафотопластинке  зафиксироваласьи«побочная»  полнаотлампы.  Поэтомупередучёным  всталнелёгкийвопрос:  какжеиз  этой«смеси»добыть  изначальнуюволну(А₂)?

Чтобыпонятьсмысл  метода,предложенногоГабором, достаточнопредставить   искомуюволну,как  производную:

А₂ = А₃ – А₁

Где   “ – А₁”говорит  отом,что  светотлампы  идётвобратном  направлении,такимобразом  погашая «лишнюю»волну  нафотопластинкеи  оставляятольковолну,  отражённуюкубиком(А₂).

Еслипосмотретьна  такуювосстановленнуюволну,  томожноувидеть  сфотографированныйпредмет,который  словнопаритв  воздухе.

---

[a] Аберрация   (от  лат.Aberratio - уклонение) ¾буквально  отклонениеотнормы.  Вэлектронныхлинзах  этоискажениеизображения  из-занемоноэнергеичностипучка  электронов.

[b] Ртутнаялампа ­— газоразрядныйисточник  света,работающийна  ртутныхпарах,вкоторыхпри  электрическихразрядахвозникает  главнымобразомультрафиолетовыйи  видимыйсвет.