О природе минералов 1 Введение

Рис. 7.2
Понятия, используемые при описании волнового движения.
длиной волны, хотя по существу он зависит от ча-
стоты. При прохождении света через окрашенные
вещества одни его частоты поглощаются сильнее,
чем другие. Поэтому та часть спектра, которая
выходит из вещества, характеризуется иным рас-
пределением частот, чем у белого света, что при-
водит к появлению окраски у прошедшего через
вещество света.
Если скорость перемещения частицы по кругу
равна
 ω
радиан в секунду, то угол, соответству-
ющий дуге, пройденной ею За интервал времени
t
, являющийся частью периода волны
 T,
составит
ωt.
Этот угол называется
 фазовым углом.
Полное
колебание частица совершает за период волны T,
и радиус фазового круга перемещается за это вре-
мя на угол 2p радиан.
7.1.1 Описание волнового движения
Рассмотрим движение отдельной частицы, уча-
ствующей в распространении волны. На проходи-
мом ею пути
 ОАОА'О
частица будет последова-
тельно занимать положения от О до 8 (рис. 7.3).
Скорость частицы будет максимальной в точке
 О
и упадет до нуля в точках
 A и A',
где направле-
ние ее движения меняется на обратное. Скорость
частицы можно рассматривать как постоянную,
если представить себе, что частица движется по
кругу, ориентированному перпендикулярно к на-
правлению распространения волны. Радиус этого
круга, который мы будем называть
 фазовым, кру-
гом,
является амплитудой волны.
Частота, амплитуда,
интенсивность и энергия
Излучение несет с собой энергию. Количество
энергии на единицу объема, умноженное на ско-
рость, дает величину потока энергии, проходящего
за секунду через единицу площади, и этот поток
энергии называется
 интенсивностью
излучения.
Между частотой (и длиной волны) волнового дви-
жения и энергией излучения существует опреде-
ленная зависимость: энергия возрастает пропор-
ционально квадрату частоты. Чем больше часто-
та (и, следовательно, чем меньше длина волны в
данной среде), тем выше поток энергии, т.е. ин-
тенсивность излучения.

---

Рис 7.3
Распространение волны
 (слева)
и фазовый круг (справа)
Рис 7.4 Сложение волн

---

Интенсивность излучения любой данной часто-
ты изменяется как квадрат амплитуды. Другими
словами, энергия смещения частицы при волновом
движении пропорциональна квадрату расстояния,
на которое она смещается.
7.1.2 Сложение волн
Если две волны распространяются в одном на-
правлении за счет колебания частиц, движущих-
ся в одной и той же плоскости, их воздействие на
колебание отдельной частицы определяется алгеб-
раическим сложением, при котором подъем волны
считается положительным, а спад — отрицатель-
ным. На рис. 7.4,а показаны две волны с одина-
ковой частотой, колебания у которых происходят
в фазе,
т. е. их максимумы наступают в одно вре-
мя и складываются, как сказано выше. Они вза-
имно усиливают друг друга, что приводит к воз-
растанию амплитуды, а следовательно, и к боль-
шей интенсивности. На рис. 7.4,
 б
изображены две
волны, сдвинутые по фазе на половину их длины.
Другими словами, исходя из рассмотренной схемы
фазового круга они различаются по фазе на 180°
(к
радиан). При взаимодействии эти волны
интерферируют,
ослабляя друг друга, но поскольку
их амплитуды равны, никакого результирующего
движения частицы не возникает и волны
 гасят-
ся.
На рис. 7.4,
 в
две волны сдвинуты по фазе на
произвольно выбранную величину. Амплитуда ре-
зультирующей волны отличается от тех, которые
участвовали в формировании колебательного дви-
жения.
Сложение волн представляют графически в ви-
де фазовых кругов, на которых амплитуды и раз-
ности фаз изображаются в масштабе радиусов со-
ответствующей длины, отстоящих друг от друга
на расстояние заданных фазовых углов. Амплиту-
ду и фазу результирующей волны находят путем
векторного сложения с применением хорошо из-
вестного правила параллелограмма, согласно ко-
торому равнодействующая двух сил определяется
графически по их индивидуальным векторам, как
если бы эти силы действовали последовательно.