5.4.5. Интенференция волны.
Явление, возникающее при наложении двух или нескольких
волн и состоящее в устойчивом во времени их взаимном усилении
в одних точках пространства и ослаблении в других в зависимос-
ти от соотношения между фазами этих волн. Интерференционная
картина может наблюдаться только в случае когерентных волн, т.
е. волн, разность фаз которых не зависит от времени. При ин-
терференции поперечных волн помимо когерентности волн необхо-
димо, чтобы им соответствовали колебания, совершающиеся вдоль
одного и того же или близких напрвлений: поэтому две когерент-
ные волны, поляризованные во взаимно перпендикулярных направ-
лениях интерферировать не будут. Существует много различных
методов получения когерентных волн: наиболее широко распрост-
раненными Являются способы, основанные на использовании прямой
и отраженной волны; если отраженная волна направлена точно на-
зад т.е. на 180 градусов, то могут возникнуть стоячие волны.

А.с. 154 676: Способ определения абсолютного значения ус-
корения силы тяжести, отличающийся тем, что с целью повышения
точности измерения абсолютного значения ускорения силы тяжес-
ти, время падения измеряют путем подсчета количества временных
периодических интервалов, задаваемых эталоном частоты, в пери-
од между моментами совпадения отрезков пути свободного падения
с длиной трубчатого концевого эталона, сличаемых интерференци-
онным методом в процессе свободного падения тела.
Патент США 3 796 493: Аппарат для измерения шага резьбы
прецизионного ходового винта посредством оптической интерфе-
ренции. Два чувствительных элемента приводят в контакт с одной
и той же стороной резьбы винта в двух точках, фазы которых от-
личаются на 180 градусов. Щупы смонтированы на направляющей,
которая может перемещаться в любом направлении на каретке, в
плоскости, параллельной плоскости движения каретки вдольоси
винта, регулируют таким образом, чтобы она приблизительно рав-
нялась шагу винта. Средняя точка между сферическими концами
двух щупов располагается в вершине кубического уголкового от-
ражателя, смонтированного на направляющей. Световой луч от
уголкового кубического отражателя отражается рефлектором. Шаг
резьбы измеряют используя интерференцию между световыми луча-
ми, разделенными полупрозрачным зеркалом. Один из лучей испы-
тывает отражения от уголкового отражателя и рефлектора. Изме-
ренную величину сравнивают с эталонным шагом.
5.4.6. Голография.
Явления интерференции и дифракции волн лежат в основе
принципиально нового метода получения обьемных изображений
предметов - голографии.

Теоретические предпосылки голографии существовали давно /
Д.Габор, 1948г./, однако практическое ее осуществление связано
с появлением лазеров - источников света высокой интенсивности,
когерентности и монохроматичности.

Суть голографии состоит в следующем. Обьект освещают ко-
герентным светом и фотографируют интерференционную картину
взаимодействия света, рассеянного обьектом, с когерентным из-
лучением источника, освещающего обьект. Эта интерференционная
картина - чередование темных и светлых областей сложной конфи-
гурации, зарегистрированная фотопластинкой и есть голограмма.
Она не имеет никакого сходства с обьектом, однако несет в себе
полную визуальную информацию о нем, так как фиксирует распре-
деление амплитуд и фаз волнового поля - результата наложения
опорной когерентной волны и волн, дифрагированных на обьекте.
Для восстановления изображения голограмму освещают опорным
пучком света, который дифрагируя на неоднородностях почернения
фотоэмульсии, дает обьемное изображение, обладающей полной ил-
люзией реального обьекта.

Голограммы обладают рядом интересных особенностей. Напри-
мер, если голограмму расколоть на несколько кусков, то каждый
из них при просвечивании дает полное изображение предмета, как
и целая голограмма. Изменяются лишь четкость изображения и
степень обьемности. Если же с голограммой контактным способом
снять обращенную копию /негатив/, то изображение полученное от
этой копии все равно останется позитивным.

Одно из фундаментальных открытий в области голографии
принадлежит Ю.Н.Денисюку, осуществившему голографию в стоячих
волнах. Открытие зарегистрировано под N'88 со следующей форму-
лой:
"Установлено ранее неизвестное явление возникновения
пространственного неискаженного цветного изображения обьекта
при отражении излучения от трехмерного элемента прозрачной ма-
териальной среды, в которой распределение плотности вещества
соответствует распределению интенсивности поля стоячих волн,
образующихся вокруг обьекта при рассеянии на нем излучения".

Такие трехмерные галограммы на стадии восстановления нео-
бязательно освещать когерентным излучением,- можно пользовать-
ся обычным источником света.

Возможности использования голографических методов неис-
черпаемы. Например, если процессы регистрации и восстановления
производить при разных длинах волн, то изображение обьекта во
столько раз, во сколько длина волны восстановления больше дли-
ны волны регистрации /голографический микроскоп/. С помощью
голографии можно получать интерференционные картины от обьек-
тов, диффузно рассеивающих свет. Совмещая голографическое
изображение с самим обьектом и изучая интерференционную карти-
ну, можно зафиксировать самые незначительные деформации обьек-
та.
А.с. 250 465: Способ определения чистоты обработки по-
верхности изделия...., отличающийся тем, что с целью повышения
чувствительности способа, сначала получают голограмму контро-
лируемого изделия, производят освещение поверхности изделия,
накладываемое на него восстановленное с голограммы его дейс-
твительное изображение, и регистрируют при этом интенсивность
зеркально и диффузно отраженного от поверхности изделия излу-
чения, затем изменяют взаимное расположение изделия и его
действительного изображения на величину большую, чем средняя
высота микронеровностей поверхности, регистрируют интенсив-
ность зеркально отраженного от поверхности изделия и по соот-
ношению этих интенсивностейопределяют чистоту обработки по-
верхности.
США патент N' 3 797 944: Испытание без разрушения
пористых акустических панелей. В процессе испытания получают
усредненную по времени голографическую фотографию перефориро-
ванно поверхности акустической панели, имеющей ячеистую струк-
туру. При этом панель подвергается воздействию акустического
излучения заданной интенсивности, частота которой равна часто-
те ячейки панели. Затем полученную фотографию просматривают,
направляя через нее лазерный луч. Световые завихрения получен-
ные на фотографии соответствуют хорошим ячейкам, тогда как
темные участки соответствуют нерабочим или дефектным ячейкам.
Если резонансная частота ячейки неизвестна, то ее можно опре-
делить получая изображение поверхности в реальном масштабе
времени в отсутствие акустического возбуждения. Затем перфори-
рованные листы просматривают через полученное изображение,
подвергая перфорированную поверхность воздействию акустическо-
го излучения с медленно меняющейся частотой при постоянном
уровне интенсивности и регулируя возникновение завихрений, со-
ответствующих резонансу.
Голография дает возможность создать оптическую память
чрезвычайно большой емкости. С ее помощью успешно решается
проблема машинного распознавания образов. Можно сделать так,
что проекция на голограмму одних образцов будет вызывать появ-
ление других, определенным образом связанным с первым (ассоци-
ативная память).

Существенно, что голографическое изображение можно полу-
чать не только с помощью электромагнитных, но и акустических
волн. Когерентные ультразвуковые волны дают возможность осве-
щать большие обьекты. Следовательно можно получить трехмерное
изображение внутренних частей обьекта, например, человеческого
тела, недр Земли, толщи океана.
США патент 3 585 848: Аппарат для записи акустических
изображений и голограмм и метод их записи. Обьект облучается
акустическими волнами для создания поля акустических колебаний
в отражающей поверхности, в аппарате предусмотрено устройство
разверстки бегущим лазерным пятном для сканирования поверхнос-
ти коллимированным лучом света. Изменения отражаемой от по-
верхности компоненты луча обеспечивают генерацию выходного
сигнала, изменения частоты котрого соответствуют изменениям
интенсивности акустических колебаний в плоскости поверхности
обьекта. Выходной сигнал гетеродинируется с опорным сигналом,
частота которого выдерживается в заданном соотношении с часто-
той облучающих акустических волн, соответствующая внутренней
модуляции преобразуется в визуальную индикацию, что позволяет
осуществить акустическую голограмму обьекта. Условное неголог-
рафическое изображение (акустическое) может быть получено пу-
тем амплитудного детектирования выходного сигнала без смешения
его с опорным сигналом.
Возможности оптической и акустической голографии изучены
сейчас еще не полностью, голографические методы проникают во
все области науки и техники, позволяя изящно и надежно решать
неразрешимые задачи.
5.4.7. Д и с п е р с и я в о л н - зависимость фазовой
скорости гармонических волн в веществе от их частоты. Область
частот в которой скорость убывает с увеличением частоты, назы-
вается областью но р м а л ь н о й д и с п е р с и и, а об-
ласть частот, в которой при увеличении частоты скорость также
увеличивается, называется областью а н о м а л ь н о й д и с п
е р с Дисперсия волн наблюдается, например, при распростране-
нии радиоволн в ионосфере, волноводах.

При распространении световых волн в веществе также имеет
место д и с п е р с и я с в е т а (зависимость абсолютного по-
казателя преломления от частоты света). Если вещество прозрач-
но для некоторой области частоты волн, то наблюдается нормаль-
ная дисперсия, а если интенсивно поглащает свет, то в этой
области имеет место аномальная дисперсия. В результате диспер-
сии узкий параллельный пучок белого света, проходя через приз-
му из стекла или другого прозрачного вещества уширяется и об-
разует на экране, установленном за призмой радужную полоску,
называемую диспорсионным спектром. Для световых волн единс-
твенной недиспергирующей средой является вакуум.
Патент США 3 586 120: Аппаратура передачи звука. Углы
скандируемые световым лучом, увеличиваются посредством введе-
ния дисперсионного устройства на пути звуковых волн. Эти углы
образованы вследствие взаимодействия света и звука. В одной из
модификаций аппарата звуковые волны пропускаются черезнепод-
вижную решетку, или другими словами через среду, которая обла-
дает дисперсией по своей природе. В другой модификации диспер-
сия достигается вследствие вибрации при образовании продольной
волны растяжения или сжатия.

А.с. 253 408: Устройство для измерения температуры, со-
держащее измерительный элемент, устанавливаемый на исследуемый
материал, и источник белого света, отличающийся тем, что с
целью расширения интервала измеряемых температур, измеритель-
ный элемент выполнен в виде прозрачной кюветы, заполненной
смесью оптически неоднородных веществ, соответствующих задан-
ному интервалу температур, показатели преломления которой за-
висят от длины волны и температурные коэффициенты показателей
преломления отличаются знаком либо величиной.
6.ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ.
6.1. В основе всеь физичиских явлений лижит взаимодейс-
твие между телами или частицами, участвующими в этих явлоглас-
но представления современной физике всякое взаимодействие пе-
редается через некоторое поле. Электриче заряды
взаимодействуют через электрическое поле, которое они создают,
магниты и электрические токи - через магнитное поле. Механи-
ческое взаимодействие осуществляется через электромагнитные
поля, создаваемые электронами вещества.
6.1.1 Взаимодействие заряженных тел или частиц в самом
простейшем случае описывается з а к о н о м К у л о н а. Из-
вестно, что разноименные заряды притягиваются, а однаименные
отталкиваются.
А.с. 428 882: Способ соединения концов проводников, при
котором осуществляют контактирование проводников, а затем
сварку из концов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью уп-
рощения технологического процесса, контактирование концов про-
водников получают при помощи создания между ними электростати-
ческого поля от дополнительного источника постоянного
напряжения, подключенного к проводникам.
Изменяя форму поверхности заряженных тел можно изменить
конфигурацию образующихся полей. А это, в свою очередь, откры-
вает возможность управляти симами, действующими на саряженные
частицы (тела), помещенные в такое поле.
А.с. 446 315: Способ разделения диэлектрических волокон
по диаметрам в неравномерном электрическом поле, отличающимся
тем,что,с целью повыщения эффективности процесса,разделение
производят при постоянном градиенте квадрата напряженност по-
ля, увеличивающейся в сторону электрода, имеющего тот же знак,
что и поверхностный заряд на .
6.2 При внесении хезаряженного проводника в электрическое
поле носители заряда приходят в движение. В результате у кон-
цов проводника возникают заряды противоположенного знака,назы-
ваемые индуцированными зарядами.
А.с. 518 839: Способ снятия потенциальной кривой коллек-
тора электрической машины постоянного тока, заключающийся в
премещении элемента, обеспечивающего снятие электрического па-
раметра, вдоль окружности коллектора работающей электрической
машины, отличающийся тем, что с целью расширения функциональ-
ных возможностей, повышения точности и надежности, перемещение
элемента, например датчика, использующего явление электроста-
тической индукции, осуществляют над колектором на постоянном
растоянии и измеряют на датчике величину заряда,наведенного
зарядами коллекторных пластин, и по величинам зарядов опреде-
ляют характер потенциальной кривой.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35