Интерференция, закон сохранения энергии

[Munin]

Underfin в сообщении #743739 писал(а):

Как раз таки это та же самая история. Эксперимент с щелью показал, что волна в темной полосе интерференционной картины продолжает существовать и распространяется без изменения направления.

Простите, вы чего-нибудь по теории интерференции читали? Разведите пучки - поговорим. Когда вы увидите не то, что ожидаете, и не поймёте то, что увидели, можно будет с вами разговаривать. А пока вы уверены в результатах до того, как они получены, - нет.

Underfin в сообщении #743739 писал(а):

Если бы волна в темной полосе не существовала, то и полосы не было бы, ведь так?

Полоса-то тёмная Если бы волна в ней существовала, то полосы бы не было А если не существует - полоса есть.

Underfin в сообщении #743739 писал(а):

Как я не могу точно утверждать без проведения эксперимента, что тень останется. Так и вы не можете утверждать, что область тени заполнится светом и энергией.

Я могу, потому что могу рассчитать, что будет. А вы делаете свои заявления без расчётов, просто потому, что вам так кажется. Ну так кажется вам неправильно.

Underfin в сообщении #743739 писал(а):

На моей стороне геометрическая оптика

А задача-то по волновой!!!

Underfin в сообщении #743739 писал(а):

знание о том, что свет в изотропной среде без внешнего воздействия распространяется прямолинейно

В волновой оптике это неверно. Слово "дифракция" вам что-нибудь говорит?

Господи, и это при том, что вы сами указываете параметры коллимированности луча лазера...

Underfin в сообщении #743739 писал(а):

В вашем выражении не учитывается Гауссово распределение интенсивности в сечении пучка.

В пределах одной полосы интерференции им можно пренебречь. Хотя да, не указывается. Можно моё выражение рассматривать как приближённое.

Underfin в сообщении #743739 писал(а):

В интерферометре Майкельсона смогу продолжить искать "утечку" только с понедельника. Есть еще большое желание попробовать собрать интерферометр Маха-Цандера, т.к. в нем нет зеркал, возвращающих свет обратно в лазер.

Успехов вам в экспериментальной деятельности! Но и читать учебники не забывайте!

[Underfin]

Munin

Munin в сообщении #743742 писал(а):

Я могу, потому что могу рассчитать, что будет. А вы делаете свои заявления без расчётов, просто потому, что вам так кажется. Ну так кажется вам неправильно.

Вы так же, как и я, делаете свои заявления без расчетов. По крайней мере не приводите их или не ссылаетесь на статьи, где проводился подобный эксперимент или расчеты, доказывающие вашу правоту.
Для расчета можно поставить условия задачи в наиболее простом виде:
Сходятся два квадратных пучка. Интенсивности пучков одинаковые.Сторона квадрата равна $d$, причем $d \gg \lambda$.
В плоскости, где оба пучка полностью пересекаются образуется следующая интерференционная картина:

• Расстояние между максимумами интерференционной картины равно $d$;
• Темная полоса интерференционной картины находится в центре.

В этой же плоскости устанавливается непрозрачный экран в виде полосы:

• Вдоль темной полосы экран много больше размера пучков;
• Ширина экрана ($w$) выбирается такой, чтобы выполнялись условия $w \leqslant \frac d 4$ и $w \gg \lambda$

На рисунке схематично изображен ход лучей в задаче и экран:

Целью задачи является вывод зависимости интенсивности света в плоскости, параллельной плоскости экрана, от расстояния между экраном и плоскостью в направлении, показанном голубой стрелкой на схеме. И посмотреть какая будет интенсивность в плоскости, где интерференция перестанет существовать. Обязательно нужно учесть все волновые процессы (особенно те, которые связаны с дифракцией света).

[VladimirKalitvianski]

Underfin в сообщении #743831 писал(а):

Целью задачи является вывод зависимости интенсивности света...

Локальная интенсивность будет меняться, а полная энергия нет.

[Munin]

Underfin в сообщении #743831 писал(а):

Вы так же, как и я, делаете свои заявления без расчетов.

С расчётами. С чего вы взяли, что без расчётов? Если бы я не считал, то и не писал бы - потому что не знал бы правду.

Underfin в сообщении #743831 писал(а):

По крайней мере не приводите их или не ссылаетесь на статьи, где проводился подобный эксперимент или расчеты, доказывающие вашу правоту.

Я уже сослался на учебники. Если для вас они незнакомы:
Крауфорд. Волны. Иродов. Волновые процессы. Матвеев. Оптика. Савельев. Курс общей физики (Оптика: 1970 - 3 том, 1982 - 2 том, 2004 - 4 том). Сивухин. Оптика.

Underfin в сообщении #743831 писал(а):

Для расчета можно поставить условия задачи в наиболее простом виде:
Сходятся два квадратных пучка. Интенсивности пучков одинаковые.Сторона квадрата равна $d$, причем $d \gg \lambda$.
В плоскости, где оба пучка полностью пересекаются образуется следующая интерференционная картина:
Расстояние между максимумами интерференционной картины равно $d$;
Темная полоса интерференционной картины находится в центре.
В этой же плоскости устанавливается непрозрачный экран в виде полосы:
Вдоль темной полосы экран много больше размера пучков;
Ширина экрана ($w$) выбирается такой, чтобы выполнялись условия $w \leqslant \frac d 4$ и $w \gg \lambda$

Отлично. Мне нравится такая формулировка. Решайте!

Для начала, посчитайте длину области пересечения пучков (тёмная на вашем нижнем рисунке).

Потом, уберите один пучок, и посчитайте длину тени от экрана по законам дифракции (использовать дифракцию Френеля или Фраунгофера, сами разберитесь).

На сладкое, оцените расходимость одного пучка, то есть расстояние, на котором он увеличит поперечные размеры на величину $\sim d,$ и потеряет квадратную в сечении форму, и сравните его с рассчитанными выше числами.

Underfin в сообщении #743831 писал(а):

Обязательно нужно учесть все волновые процессы (особенно те, которые связаны с дифракцией света).

О да! Хотя все - это вы вряд ли сразу справитесь, можно для начала некоторые, я перечислил выше.

[Underfin]

VladimirKalitvianski
Читайте выражение полностью:

Underfin в сообщении #743831 писал(а):

Целью задачи является вывод зависимости интенсивности света в плоскости...

Имеется ввиду, что через некоторую плоскость, пересекающую все лучи света должен протекать один и тот же поток энергии независимо от того, на каком расстоянии от экрана находится плоскость.

[bocharov]

Underfin в сообщении #743843 писал(а):

Имеется ввиду, что через некоторую плоскость, пересекающую все лучи света должен протекать один и тот же поток энергии независимо от того, на каком расстоянии от экрана находится плоскость.

Но некоторые всё же,умудряются воровать(спросите в любом ЖКХ).

Предупреждение за оффтопик. Пожалуйста, пишите сообщения так, чтобы из них было видно: каким образом они относятся к теме; не вынуждайте участников задавать уточняющие вопросы. / GAA, 6.07.13

[Underfin]

Munin

Munin в сообщении #743837 писал(а):

На сладкое, оцените расходимость одного пучка, то есть расстояние, на котором он увеличит поперечные размеры на величину $\sim d,$ и потеряет квадратную в сечении форму, и сравните его с рассчитанными выше числами

Оценить расходимость - значит измерить. Задача поставлена в форме идеальной модели моего эксперимента. В этой задаче так же предполагается, что свет распространяется в вакууме.

Munin в сообщении #743837 писал(а):

Потом, уберите один пучок, и посчитайте длину тени от экрана по законам дифракции (использовать дифракцию Френеля или Фраунгофера, сами разберитесь).

Согласны ли вы со мной, что при решении задачи достаточно рассчитать интенсивности каждого пучка в отдельности с учетом эффекта дифракции? А сумма рассчитанных интенсивностей и будет той самой интенсивностью в плоскости, пересекающей оба пучка, не зависимо от расстояния плоскости до экрана?

-- 06.07.2013, 20:02 --

bocharov
Извините, не вижу отношения вашего сообщения к обсуждаемой теме.

[bocharov]

Underfin в сообщении #743853 писал(а):

bocharov
Извините, не вижу отношения вашего сообщения к обсуждаемой теме.

Ну если Вы исключаете расстояние из рассмотрения,то каков смысл вопроса?(по моему только воровство).

Предупреждение за флуд. / GAA, 6.07.13

[Underfin]

bocharov в сообщении #743855 писал(а):

Ну если Вы исключаете расстояние из рассмотрения,то каков смысл вопроса?(по моему только воровство).

В ходе обсуждения было несколько вопросов. Процитируйте, пожалуйста, вопрос, о смысле которого идет речь.

[bocharov]

Underfin в сообщении #743857 писал(а):

В ходе обсуждения было несколько вопросов. Процитируйте, пожалуйста, вопрос, о смысле которого идет речь.

Насколько я понял-"куда девалась энергия"? Я подумал,что Вы знаете что это такое(хотя бы определение),поэтому и отвечаю.

[Underfin]

bocharov
В моем представлении энергия - это способность чего либо (материальные тела, электромагнитные волны, система и т.д.) совершать работу (перемещение, изменение температуры и т.д.). Количество энергии определяется эквивалентной работой, которую что либо может совершить.

[bocharov]

Underfin в сообщении #743864 писал(а):

bocharov
В моем представлении энергия - это способность чего либо (материальные тела, электромагнитные волны, система и т.д.) совершать работу (перемещение, изменение температуры и т.д.). Количество энергии определяется эквивалентной работой, которую что либо может совершить.

Молодец.Поэтому я и намекаю,если существует закон сохранения энергии,следовательно нужно разобраться с Вашим пониманием интерференции(заострить на ней вопрос).

[Underfin]

bocharov
Мое представление о самой интерференции света весьма тривиально:
Электромагнитные поля волны складываются в фазе или противофазе. При сложении волн в противофазе интенсивность уменьшается вплоть до нуля (зависит от амплитуд электромагнитных полей). А при сложении волн в фазе интенсивность увеличивается до величины вдвое большей, чем сумма интенсивностей исходных пучков. Сумма всех интенсивностей - есть величина постоянная. Интенсивность - это есть плотность потока энергии, переносимой электромагнитными волнами.

Я не утверждаю, что в интерференционной картине нарушается закон сохранения энергии. Я не понимаю куда пропадает энергия, если в интерференционной картине появляется инородное непрозрачное тело (в моем случае это была нить).

[bocharov]

Underfin в сообщении #743875 писал(а):

Я не утверждаю, что в интерференционной картине нарушается закон сохранения энергии. Я не понимаю куда пропадает энергия, если в интерференционной картине появляется инородное непрозрачное тело (в моем случае это была нить).

Может быть следует включить в рассмотрение понятие дифракции(с учётом толщины нити).

[Underfin]

bocharov

bocharov в сообщении #743877 писал(а):

Может быть следует включить в рассмотрение понятие дифракции(с учётом толщины нити).

Мы с Munin уже обсуждали эффект дифракции на нити (преграде). Я свел свой эксперимент к теоретической задаче, чтобы можно было предсказать вид пучков света после расхождения пучков:

Underfin в сообщении #743831 писал(а):

Для расчета можно поставить условия задачи в наиболее простом виде:
Сходятся два квадратных пучка. Интенсивности пучков одинаковые.Сторона квадрата равна $d$, причем $d \gg \lambda$.
В плоскости, где оба пучка полностью пересекаются образуется следующая интерференционная картина:
Расстояние между максимумами интерференционной картины равно $d$;
Темная полоса интерференционной картины находится в центре.
В этой же плоскости устанавливается непрозрачный экран в виде полосы:

• Вдоль темной полосы экран много больше размера пучков;
• Ширина экрана ($w$) выбирается такой, чтобы выполнялись условия $w \leqslant \frac d 4$ и $w \gg \lambda$

На рисунке схематично изображен ход лучей в задаче и экран:

Целью задачи является вывод зависимости интенсивности света в плоскости, параллельной плоскости экрана, от расстояния между экраном и плоскостью в направлении, показанном голубой стрелкой на схеме. И посмотреть какая будет интенсивность в плоскости, где интерференция перестанет существовать. Обязательно нужно учесть все волновые процессы (особенно те, которые связаны с дифракцией света).

Underfin в сообщении #743853 писал(а):

В этой задаче так же предполагается, что свет распространяется в вакууме.

Underfin в сообщении #743853 писал(а):

Согласны ли вы со мной, что при решении задачи достаточно рассчитать интенсивности каждого пучка в отдельности с учетом эффекта дифракции? А сумма рассчитанных интенсивностей и будет той самой интенсивностью в плоскости, пересекающей оба пучка, не зависимо от расстояния плоскости до экрана?

Если решение задачи такое, как написано в вопросе, то я с уверенностью могу сказать, что в своем эксперименте я измерял интенсивности пучков преломленных на краю нити за счет дифракции.