Хвильові процеси Хвильова оптика 2

год.

ПланПлан::

1.1.Хвилі. Хвилі. 2.2.Довжина хвилі. Довжина хвилі. 3.3.Рівняння хвилі. Рівняння хвилі. 4.4.Звук. Звук. 5.5.Інфразвук та ультразвук.Інфразвук та ультразвук. 6.6.Електромагнітні хвилі та їх властивості. Електромагнітні хвилі та їх властивості. 7.7.Ефект Доплера.Ефект Доплера. 8.8.Інтерференція. Інтерференція. 9.9.Дифракція. Дифракція. 10.10.Принцип Гюйгенса-Френеля. Принцип Гюйгенса-Френеля.

1.1.Хвилі. Хвилі. Хви�ля —Хви�ля — зміна стану середовища (збурення), яке зміна стану середовища (збурення), яке

поширюється в просторі й переносить з собою поширюється в просторі й переносить з собою енергію.енергію.

Середовищем, у якому поширюються хвилі може Середовищем, у якому поширюються хвилі може бути як речовина, так і вакуум, наприклад, у бути як речовина, так і вакуум, наприклад, у випадку електромагнітних хвиль.випадку електромагнітних хвиль.

Хвилі характеризуються величиною збурення: Хвилі характеризуються величиною збурення: амплітудою й напрямком поширення. Швидкість амплітудою й напрямком поширення. Швидкість поширення хвилі визначається властивостями поширення хвилі визначається властивостями середовища.середовища.

Хвилі бувають періодичні й неперіодичні (в Хвилі бувають періодичні й неперіодичні (в граничному випадку — самотні хвилі, солітони, такі граничному випадку — самотні хвилі, солітони, такі як цунамі).як цунамі).

В залежності від геометричної форми фронту хвилі В залежності від геометричної форми фронту хвилі поділяються на плоскі й сферичні, хоча у випадку поділяються на плоскі й сферичні, хоча у випадку розсіяння на перешкодах фронт хвилі може розсіяння на перешкодах фронт хвилі може набирати складної просторової форми.набирати складної просторової форми.

Згідно з корпускулярно-хвильовим дуалізмом, що є Згідно з корпускулярно-хвильовим дуалізмом, що є основою квантової механіки будь-яка частка має основою квантової механіки будь-яка частка має хвильові властивості, а хвилі випромінюються й хвильові властивості, а хвилі випромінюються й поглинаються скінченними порціями — поглинаються скінченними порціями — квантами.квантами.

22.Довжина хвилі..Довжина хвилі. Довжина хвилі —Довжина хвилі — характеристика плоскої періодичної характеристика плоскої періодичної

хвилі, що позначає найменшу відстань між точками хвилі, що позначає найменшу відстань між точками простору, в яких хвиля має одинакову фазу.простору, в яких хвиля має одинакову фазу.

Довжина хвилі зазвичай позначається грецькою літерою Довжина хвилі зазвичай позначається грецькою літерою λ.λ.

Із довжиною хвилі однозначно зв'язана така Із довжиною хвилі однозначно зв'язана така характеристика, як хвильове число kхарактеристика, як хвильове число k

Довжина хвилі залежить від частоти.Довжина хвилі залежить від частоти.Ця залежність називається законом Ця залежність називається законом дисперсії. Часто залежність міждисперсії. Часто залежність між частотою і довжиною хвилі обернено-пропорційна. частотою і довжиною хвилі обернено-пропорційна.

У таких випадках швидкість У таких випадках швидкість розповсюдження хвилі розповсюдження хвилі фіксована й не залежить від фіксована й не залежить від частоти. Наприклад, для частоти. Наприклад, для електромагнітної хвилі у електромагнітної хвилі у вакуумівакуумі

де де ν ν — лінійна частота, а — лінійна частота, а cc — — швидкість світла.швидкість світла.

Аналогічно, для звукових хвильАналогічно, для звукових хвиль де де ss — швидкість звуку. — швидкість звуку. При переході хвилі з одного При переході хвилі з одного

середовища в інше довжина середовища в інше довжина хвилі змінюється, на відміну від хвилі змінюється, на відміну від частоти, яка залишається частоти, яка залишається сталою. Електромагнітні хвилі в сталою. Електромагнітні хвилі в середовищі зазвичай середовищі зазвичай характеризуються приведеною характеризуються приведеною довжиною хвилі, тобто довжиною хвилі, тобто довжиною, яку хвиля мала б у довжиною, яку хвиля мала б у вакуумі.вакуумі.

3.3.Рівняння хвилі. Рівняння хвилі.

Звук.Звук. Звук —Звук — коливальний рух частинок пружного коливальний рух частинок пружного

середовища, що поширюється у вигляді хвиль у середовища, що поширюється у вигляді хвиль у газі, рідині чи твердому тілі. Більшість явищ у газі, рідині чи твердому тілі. Більшість явищ у природі супроводжуються характериними звуками, природі супроводжуються характериними звуками, які сприймаються та розпізнаються вухом людини і які сприймаються та розпізнаються вухом людини і тварин і служать для орієнтування та спілкування. тварин і служать для орієнтування та спілкування. Розділ науки, що вивчає звуки, називається Розділ науки, що вивчає звуки, називається акустикою.акустикою.

Характеристиками звуку є частота, довжина хвилі, Характеристиками звуку є частота, довжина хвилі, амплітуда і швидкість, а також тембр.амплітуда і швидкість, а також тембр.

ЧастотаЧастота Найпростішим типом звуку є звук, в якому тиск у Найпростішим типом звуку є звук, в якому тиск у

кожній точці простору змінюється за синосуїдним кожній точці простору змінюється за синосуїдним законом, тобто здійснює гармонічні коливання з законом, тобто здійснює гармонічні коливання з певною частотою. певною частотою. Частота —Частота — це кількість коливань це кількість коливань певної точки звукової хвилі в секунду. Одному певної точки звукової хвилі в секунду. Одному циклу коливання в секунду відповідає величина 1 циклу коливання в секунду відповідає величина 1 Гц (1/с).Гц (1/с).

Людина чує звук з частотами від 16 Гц до Людина чує звук з частотами від 16 Гц до 20 кГц. Границі чутності визначені не 20 кГц. Границі чутності визначені не сторого і змінюються від людини до сторого і змінюються від людини до людини. Деякі тварини можуть чути звуки людини. Деякі тварини можуть чути звуки з частотою, нижчою від 16 Гц, інші - з з частотою, нижчою від 16 Гц, інші - з частотою понад 20 кГц.частотою понад 20 кГц.

Діапазон від 16 Гц до 20 кГц називають Діапазон від 16 Гц до 20 кГц називають чутним діапазоном. Звуки з частотами до чутним діапазоном. Звуки з частотами до 16 Гц називаються інфразвуком, понад 16 Гц називаються інфразвуком, понад 20000 Гц — ультразвуком. Звуки з 20000 Гц — ультразвуком. Звуки з частотою 109-1013 Гц називають частотою 109-1013 Гц називають гіперзвуком.гіперзвуком.

Людське вухо сприймає розрізняє частоту Людське вухо сприймає розрізняє частоту звукових коливань як висоту звуку або звукових коливань як висоту звуку або тон.тон.

Швидкість звукуШвидкість звуку

Детальніше: Швидкість звукуДетальніше: Швидкість звуку

Швидкість звуку залежить від середовища, через яке Швидкість звуку залежить від середовища, через яке проходять звукові хвилі і визначається його параметрами проходять звукові хвилі і визначається його параметрами - модулями пружності. Швидкість звуку в газах залежить - модулями пружності. Швидкість звуку в газах залежить від температури, від маси молекули газу. Загалом вона від температури, від маси молекули газу. Загалом вона дорівнює кореню квадратному похідної від модуля дорівнює кореню квадратному похідної від модуля пружності середовища відносно густини. При великих пружності середовища відносно густини. При великих інтенсивностях звуку вона залежить також від інтенсивностях звуку вона залежить також від амплітуди.амплітуди.

Швидкість звуку в повітрі за нормальних умов становить Швидкість звуку в повітрі за нормальних умов становить 340 м/с. Вона дещо зростає з підвищенням температури і 340 м/с. Вона дещо зростає з підвищенням температури і зменшується при її пониженні. Швидкість звуку в повітрі зменшується при її пониженні. Швидкість звуку в повітрі практично не залежить від частоти, тому звук практично не залежить від частоти, тому звук розповсюжується на великі вістані без спотворень.розповсюжується на великі вістані без спотворень.

В твердих тілах та рідинах звук загалом В твердих тілах та рідинах звук загалом розповсюджується швидше, ніж у повітрі.розповсюджується швидше, ніж у повітрі.

Довжина хвиліДовжина хвилі Довжина звукової хвилі визначається її частотою та Довжина звукової хвилі визначається її частотою та

швидкістю: де λ - довжина хвилі, ν - частота, s - швидкістю: де λ - довжина хвилі, ν - частота, s - швидкість звуку.швидкість звуку.

Довжини звукових хвиль чутного діапазону лежать у Довжини звукових хвиль чутного діапазону лежать у межах від приблизно 2 см до приблизно 20 м.межах від приблизно 2 см до приблизно 20 м.

ГучністьГучність

Гучність звуку визначається амплітудою коливань, Гучність звуку визначається амплітудою коливань, однак однак гучністьгучність - суб'єктивна характеристика - суб'єктивна характеристика інтенсивності звуку, тоді як об'єктивною фізичною інтенсивності звуку, тоді як об'єктивною фізичною характеристикою є звуковий тиск.характеристикою є звуковий тиск.

Людське вухо сприймає гучність у приблизно Людське вухо сприймає гучність у приблизно логарифмічному масштабі за законом Вебера-Фехнера, логарифмічному масштабі за законом Вебера-Фехнера, тому гучність вимірюється в логарифмічних одиницях - тому гучність вимірюється в логарифмічних одиницях - децибелах, тоді як звуковий тиск вимірюється в децибелах, тоді як звуковий тиск вимірюється в паскалях. Логарифмічний масштаб сприйняття означає, паскалях. Логарифмічний масштаб сприйняття означає, що людина може почути новий звук на деякому що людина може почути новий звук на деякому звуковому тлі тільки тоді, коли його ампілітуда звуковому тлі тільки тоді, коли його ампілітуда перевищує амплітуду тла не на деяку певну абсолютну перевищує амплітуду тла не на деяку певну абсолютну величину, а на певний множник, який залежить від величину, а на певний множник, який залежить від частоти.частоти.

Аналогічно, у логарифмічному масштабі людське вухо Аналогічно, у логарифмічному масштабі людське вухо розрізняє тони.розрізняє тони.

5.5.Інфразвук та ультразвук.Інфразвук та ультразвук.

Інфразвук—Інфразвук— пружні хвилі, аналогічні звуковим, але пружні хвилі, аналогічні звуковим, але з частотами нижче рівня сприйняття людського з частотами нижче рівня сприйняття людського вуха (від 0,001 Гц до 16 Гц). Цей частотний вуха (від 0,001 Гц до 16 Гц). Цей частотний діапазон використовується в сейсмографах для діапазон використовується в сейсмографах для визначення землетрусів. Інфразвукові хвилі визначення землетрусів. Інфразвукові хвилі характеризуються можливістю долати великі характеризуються можливістю долати великі відстані та оминати об'єкти з малим поглинанням. відстані та оминати об'єкти з малим поглинанням. Виявлено, що інфразвук пагубно впливає на Виявлено, що інфразвук пагубно впливає на організм людини і оточуюче середовище. Це організм людини і оточуюче середовище. Це зумовлене тим, що частота інфразвуку збігається з зумовлене тим, що частота інфразвуку збігається з власною частотою предмета, а це, як відомо — власною частотою предмета, а це, як відомо — явище резонансу. Хвилі різної частоти негативно явище резонансу. Хвилі різної частоти негативно впливають на людські органи.впливають на людські органи.

Виникає під час землетрусу, бурі, урагану, хвиль Виникає під час землетрусу, бурі, урагану, хвиль цунамі та іншецунамі та інше

Ультразву�к —Ультразву�к — пружні коливання і хвилі з пружні коливання і хвилі з частотами приблизно від 20 000 Гц і до одного частотами приблизно від 20 000 Гц і до одного мільйона Герц, іншими словами, коливання з мільйона Герц, іншими словами, коливання з частотами понад частоту чутного звуку. Верхня частотами понад частоту чутного звуку. Верхня межа частот ультразвуку умовна.межа частот ультразвуку умовна.

6.6.Електромагнітні хвилі та їх Електромагнітні хвилі та їх

властивості.властивості. Електромагнітна хвиля це процес розповсюдження Електромагнітна хвиля це процес розповсюдження

електромагнітної взаємодії в просторі.електромагнітної взаємодії в просторі. Електромагнітні хвилі описуються загальними для Електромагнітні хвилі описуються загальними для

електромагнітних явищ рівняннями Максвелла. електромагнітних явищ рівняннями Максвелла. Навіть у випадку відсутності у просторі Навіть у випадку відсутності у просторі електричних зарядів і струмів рівняння Максвелла електричних зарядів і струмів рівняння Максвелла мають відмінні від нуля розв'язки. Ці розв'язки мають відмінні від нуля розв'язки. Ці розв'язки описують електромагнітні хвилі.описують електромагнітні хвилі.

У випадку відсутності зарядів і струмів рівняння У випадку відсутності зарядів і струмів рівняння Максвелла набирають наступного виду:Максвелла набирають наступного виду:

Енергія електромагнітної хвилі визначається сумою Енергія електромагнітної хвилі визначається сумою енергій електричного й магнітного поля. Густина енергій електричного й магнітного поля. Густина енергії в певній точці простору задається виразом:енергії в певній точці простору задається виразом:

Усереднена по часу густина енергії дорівнює.Усереднена по часу густина енергії дорівнює.

де E0 = H0 - амплітуда хвилі.де E0 = H0 - амплітуда хвилі. Важливе значення має густина потоку енергії Важливе значення має густина потоку енергії

електромагнітної хвилі. Вона зокрема визначає електромагнітної хвилі. Вона зокрема визначає світловий потік у оптиці. Густина потоку енергії світловий потік у оптиці. Густина потоку енергії електромагнітної хвилі задається вектором Умова-електромагнітної хвилі задається вектором Умова-Пойнтінга.Пойнтінга.

7.7.Ефект Доплера.Ефект Доплера.

Ефект Доплера —Ефект Доплера — явище зміни частоти хвилі, яка явище зміни частоти хвилі, яка випромінюється рухомим джерелом.випромінюється рухомим джерелом.

де ν частота хвилі, яку фіксує де ν частота хвилі, яку фіксує нерухомий спостерігач, ν0 — частота коливань у нерухомий спостерігач, ν0 — частота коливань у

рухомому джерелі, s — швидкість розповсюдження рухомому джерелі, s — швидкість розповсюдження хвилі, v — швидкість джерела. Знак залежить від хвилі, v — швидкість джерела. Знак залежить від напрямку руху джерела відносно спостерігача.напрямку руху джерела відносно спостерігача.

Частота хвилі, яку фіксує спостерігач зростає, Частота хвилі, яку фіксує спостерігач зростає, якщо джерело рухається до нього, й зменшується, якщо джерело рухається до нього, й зменшується, якщо джерело рухається від спостерігача.якщо джерело рухається від спостерігача.

Ситуація, коли рухається спостерігач, загалом не Ситуація, коли рухається спостерігач, загалом не аналогічна руху джерела, бо хвилі аналогічна руху джерела, бо хвилі розповсюджуються в певному середовищі. В розповсюджуються в певному середовищі. В такому випадку існують три системи відліку, такому випадку існують три системи відліку, пов'язані з середовищем, джерелом і пов'язані з середовищем, джерелом і спостерігачем.спостерігачем.

При нерухомому відносно середовища джерелі При нерухомому відносно середовища джерелі спостерігач, який рухається із швидкістю V спостерігач, який рухається із швидкістю V фіксуватиме хвилі на частотіфіксуватиме хвилі на частоті

У випадку, коли рухаються і У випадку, коли рухаються і джерело й спостерігачджерело й спостерігач

У випадку електромагнітних У випадку електромагнітних хвиль у порожнечі ситуація хвиль у порожнечі ситуація змінюється, оскільки змінюється, оскільки середовища середовища розповсюдження хвилі не розповсюдження хвилі не існує. Відносна швидкість існує. Відносна швидкість джерела й спостерігача джерела й спостерігача залишається єдиною залишається єдиною характеристикою руху.характеристикою руху.

де c — швидкість світла.де c — швидкість світла.

Ефект Доплера використовується в радіолокації Ефект Доплера використовується в радіолокації для розпізнавання рухомих об'єктів, наприклад, для розпізнавання рухомих об'єктів, наприклад, літаків, на фоні нерухомих (гір, хмар). За червоним літаків, на фоні нерухомих (гір, хмар). За червоним зміщенням світла від астрономічних об'єктів, зміщенням світла від астрономічних об'єктів, вимірюється їхня швидкість і розраховується вимірюється їхня швидкість і розраховується віддаль до них. Ефект Доплера широко віддаль до них. Ефект Доплера широко використовується в медицині. На базі ефекту використовується в медицині. На базі ефекту створені комп'ютерні комплекси ультразвукової створені комп'ютерні комплекси ультразвукової доплерографії. Зміна характеристик ультразвуку доплерографії. Зміна характеристик ультразвуку при проходженні через судини дозволяє визначати при проходженні через судини дозволяє визначати стан кровообігу, як в поверхневих так і у стан кровообігу, як в поверхневих так і у внутрішніх судинах.внутрішніх судинах.

8.8.Інтерференція.Інтерференція. Інтерфере�нція Інтерфере�нція (від лат. inter — взаємно, між собою; лат. (від лат. inter — взаємно, між собою; лат.

ferio — вдаряю, вражаю) — накладання хвиль, при якому ferio — вдаряю, вражаю) — накладання хвиль, при якому в різних точках спостерігається посилення в різних точках спостерігається посилення (конструктивна інтерференція) або послаблення (конструктивна інтерференція) або послаблення (деструктивна інтерференція) амплітуди коливань. (деструктивна інтерференція) амплітуди коливань. Результат накладання хвиль називається Результат накладання хвиль називається інтерференційною картиною.інтерференційною картиною.

Інтерференція спостерігається Інтерференція спостерігається у когерентних хвиль довільної у когерентних хвиль довільної природи — поверхневих (на воді), природи — поверхневих (на воді), поперечних та повздовжніх звуко-поперечних та повздовжніх звуко- вих, електромагнітних (світло, вих, електромагнітних (світло, радіохвилі), хвиль де Бройля.радіохвилі), хвиль де Бройля. При інтерференції результуюче При інтерференції результуюче коливання є геометричною сумою коливань обох хвиль у коливання є геометричною сумою коливань обох хвиль у

відповідних точках. Цей принцип суперпозиції як відповідних точках. Цей принцип суперпозиції як правило є точним і порушується у окремих випадках, в правило є точним і порушується у окремих випадках, в деяких середовищах, коли амплітуда коливань є дуже деяких середовищах, коли амплітуда коливань є дуже високою (нелінійна оптика, нелінійна акустика).високою (нелінійна оптика, нелінійна акустика).

Найпростішим випадком інтерференції є накладання двох Найпростішим випадком інтерференції є накладання двох гармонічних хвиль з однаковою частотою і поляризацією. В гармонічних хвиль з однаковою частотою і поляризацією. В такому випадку результуюча амплітуда А вираховується за такому випадку результуюча амплітуда А вираховується за формулою:формулою:

Де А— амплітуди відповідних хвиль, а — різниця Де А— амплітуди відповідних хвиль, а — різниця фаз цих хвиль.фаз цих хвиль.

Явище інтерференції використовується, Явище інтерференції використовується, наприклад, в радіотехніці і акустиці для створення наприклад, в радіотехніці і акустиці для створення складних антен. Особливо велике значення складних антен. Особливо велике значення інтерференція має в оптиці, вона лежить в основі інтерференція має в оптиці, вона лежить в основі оптичної та акустичної голографії.оптичної та акустичної голографії.

9.9.ДифракціяДифракція Дифра�кція -Дифра�кція - явище, що явище, що

виникає при поширенні хвиль виникає при поширенні хвиль (наприклад, світлових і (наприклад, світлових і звукових хвиль). Суть цього звукових хвиль). Суть цього явища полягає в тому, що явища полягає в тому, що хвиля здатна обгинати хвиля здатна обгинати перешкоди. Це зумовлює те, перешкоди. Це зумовлює те, що хвильовий рух що хвильовий рух спостерігається в області за спостерігається в області за перешкодою, куди хвиля не перешкодою, куди хвиля не може потрапити прямо. може потрапити прямо. Явище пояснюється Явище пояснюється інтерференцією хвиль на інтерференцією хвиль на краях непрозорих об'єктів або краях непрозорих об'єктів або неоднорідностях між різними неоднорідностях між різними середовищами на шляху середовищами на шляху поширення хвилі. Прикладом поширення хвилі. Прикладом може бути виникнення може бути виникнення кольорових світлових смуг в кольорових світлових смуг в області тіні від краю області тіні від краю непрозорого екрана.непрозорого екрана.

Дифракція добре проявляється тоді, коли розмір Дифракція добре проявляється тоді, коли розмір перешкоди на шляху хвилі порівняний з її довжиною перешкоди на шляху хвилі порівняний з її довжиною або менший.або менший.Дифракція акустична — відхилення від Дифракція акустична — відхилення від прямолінійого поширення звукових хвиль.прямолінійого поширення звукових хвиль. У випадку, коли хвиля У випадку, коли хвиля

падає на екран зі падає на екран зі щілиною, вона проникає щілиною, вона проникає за перешкоду завдяки за перешкоду завдяки дифракції, проте дифракції, проте спостерігається спостерігається відхилення від відхилення від прямолінійного прямолінійного розповсюдження розповсюдження променів. Інтерференція променів. Інтерференція хвиль за екраном хвиль за екраном призводить до призводить до виникнення темних та виникнення темних та світлих областей, світлих областей, розташування яких розташування яких залежить від напрямку, в залежить від напрямку, в якому ведеться якому ведеться спостереження, віддалі спостереження, віддалі від екрана тощо. від екрана тощо.

Наукові й технічні використання явища дифракції - Наукові й технічні використання явища дифракції - різноманітні. Дифракційні ґратки служать для розкладу різноманітні. Дифракційні ґратки служать для розкладу світла в спектр й для створення дзеркал (наприклад, світла в спектр й для створення дзеркал (наприклад, для напівпровідникових лазерів). Дифракція для напівпровідникових лазерів). Дифракція рентгенівських променів, електронів та нейтронів рентгенівських променів, електронів та нейтронів використовується для дослідження структури використовується для дослідження структури кристалічних твердих тілкристалічних твердих тіл..

Явище дифракції світла наглядно підтверджує Явище дифракції світла наглядно підтверджує теорію корпускулярно-хвильвої природи світла.теорію корпускулярно-хвильвої природи світла.

Спостерігати дифракцію світла важко, оскільки Спостерігати дифракцію світла важко, оскільки хвилі відхиляються від перешкод на помітні кути хвилі відхиляються від перешкод на помітні кути лише за умови, що розміри перешкод приблизно лише за умови, що розміри перешкод приблизно дорівнюють довжині хвилі світла, а вона дуже дорівнюють довжині хвилі світла, а вона дуже мала.мала.

Уперше, відкривши інтерференцію, Юнг виконав Уперше, відкривши інтерференцію, Юнг виконав дослід з дифракції світла, за допомогою якого дослід з дифракції світла, за допомогою якого були вивчені довжини хвиль, що відповідають були вивчені довжини хвиль, що відповідають світловим променям різного кольору. Вивчення світловим променям різного кольору. Вивчення дифракції отримало своє завершення в працях О. дифракції отримало своє завершення в працях О. Френеля, який і побудував теорію дифракції, яка в Френеля, який і побудував теорію дифракції, яка в принципі дозволяє розраховувати дифракційну принципі дозволяє розраховувати дифракційну картину, яка виникає внаслідок огинання світлом картину, яка виникає внаслідок огинання світлом будь-яких перешкод. Таких успіхів Френель будь-яких перешкод. Таких успіхів Френель досягнув, об'єднавши принцип Гюйгенса ідеєю досягнув, об'єднавши принцип Гюйгенса ідеєю інтерференції вторинних хвиль. Принцип інтерференції вторинних хвиль. Принцип Гюйгенса-Френеля формулюється так: дифракція Гюйгенса-Френеля формулюється так: дифракція виникає внаслідок інтерференції вторинних хвиль.виникає внаслідок інтерференції вторинних хвиль.

10.10.Принцип Гюйгенса-Принцип Гюйгенса-ФренеляФренеля

Принцип Гюйгенса -Принцип Гюйгенса - фізичний принцип, згідно з фізичний принцип, згідно з яким будь-яка точка простору, якої досягла хвиля яким будь-яка точка простору, якої досягла хвиля є джерелом хвиль, що розповсюджуються у всіх є джерелом хвиль, що розповсюджуються у всіх напрямках.напрямках.

Принцип Гюйгенса пояснює багато оптичних явищ, Принцип Гюйгенса пояснює багато оптичних явищ, серед яких прямолінійне розповсюдження світла, серед яких прямолінійне розповсюдження світла, заломлення, дифракція.заломлення, дифракція.

Випромінені кожною точкою простору хвилі Випромінені кожною точкою простору хвилі додаються, підсилюючи одна одну в певних додаються, підсилюючи одна одну в певних напрямках, взаємно гасячись у інших, у залежності напрямках, взаємно гасячись у інших, у залежності від різниці фаз коливань.від різниці фаз коливань.

Принцип Гюйгенса є наближенням, яке при Принцип Гюйгенса є наближенням, яке при певному вмінні можна використовувати для певному вмінні можна використовувати для розгляду оптичних явищ замість розв'язування розгляду оптичних явищ замість розв'язування часткових диференціальних рівнянь.часткових диференціальних рівнянь.

Заломлення світла Заломлення світла згідно з принципом згідно з принципом ГюйгенсаГюйгенса

Дифракція на щілині Дифракція на щілині згідно з принципом згідно з принципом

ГюйгенсаГюйгенса

Висновок:Висновок: Хви�ля —Хви�ля — зміна стану середовища (збурення), яке зміна стану середовища (збурення), яке

поширюється в просторі й переносить з собою енергію.поширюється в просторі й переносить з собою енергію. Звук —Звук — коливальний рух частинок пружного середовища, що коливальний рух частинок пружного середовища, що

поширюється у вигляді хвиль у газі, рідині чи твердому тілі.поширюється у вигляді хвиль у газі, рідині чи твердому тілі. Інфразвук—Інфразвук— пружні хвилі, аналогічні звуковим, але з пружні хвилі, аналогічні звуковим, але з

частотами нижче рівня сприйняття людського вуха (від 0,001 частотами нижче рівня сприйняття людського вуха (від 0,001 Гц до 16 Гц).Гц до 16 Гц).

Ультразву�к —Ультразву�к — пружні коливання і хвилі з частотами пружні коливання і хвилі з частотами приблизно від 20 000 Гц і до одного мільйона Герц, іншими приблизно від 20 000 Гц і до одного мільйона Герц, іншими словами, коливання з частотами понад частоту чутного звуку. словами, коливання з частотами понад частоту чутного звуку. Верхня межа частот ультразвуку умовна.Верхня межа частот ультразвуку умовна.

Ефект Доплера —Ефект Доплера — явище зміни частоти хвилі, яка явище зміни частоти хвилі, яка випромінюється рухомим джерелом.випромінюється рухомим джерелом.

Інтерфере�нція Інтерфере�нція (від лат. inter — взаємно, між собою; лат. ferio (від лат. inter — взаємно, між собою; лат. ferio — вдаряю, вражаю) — накладання хвиль, при якому в різних — вдаряю, вражаю) — накладання хвиль, при якому в різних точках спостерігається посилення (конструктивна точках спостерігається посилення (конструктивна інтерференція) або послаблення (деструктивна інтерференція) або послаблення (деструктивна інтерференція) амплітуди коливань.інтерференція) амплітуди коливань.

Дифра�кція -Дифра�кція - явище, що виникає при поширенні хвиль явище, що виникає при поширенні хвиль (наприклад, світлових і звукових хвиль).(наприклад, світлових і звукових хвиль).

Принцип Гюйгенса -Принцип Гюйгенса - фізичний принцип, згідно з яким будь-яка фізичний принцип, згідно з яким будь-яка точка простору, якої досягла хвиля є джерелом хвиль, що точка простору, якої досягла хвиля є джерелом хвиль, що розповсюджуються у всіх напрямках.розповсюджуються у всіх напрямках.