Содержание
Помеха справа — кто по правилам должен уступить дорогу и как понять
Содержание
- Что такое помеха справа и кто по правилам должен уступить дорогу
- Как понять правило
- Когда применяется
- Есть ли такой пункт в ПДД
- Правило правой руки и сложные ситуации ПДД
- На равнозначном перекрестке
- На повороте налево
- При перестроении
- Когда не работает
В процессе управления автомобилем каждый водитель должен строго следовать правилам дорожного движения. Это повышает безопасность, позволяет предотвратить аварийные ситуации и ДТП. Среди автомобилистов широкую популярность получило понятие «правило правой руки» или «помеха справа». Несмотря на видимую простоту, его применение в некоторых ситуациях вызывает затруднения. Поэтому важно разобраться, когда оно работает, а когда – нет.
Что такое помеха справа и кто по правилам должен уступить дорогу
Сразу после получения водительских прав новичок руководствуется важнейшими правилами езды.
Некоторые из них он изучает в процессе обучения, другие усваивает из опыта общения с бывалыми автомобилистами. Правило правой руки является признанным в кругу многих водителей.
Как понять правило
Это понятие скрывает за собой требование, которое обязывает водителя пропустить находящийся справа автомобиль. Несмотря на видимую простоту, его частенько нарушают.
Например, это происходит на больших парковках, где рядами расположены парковочные места, между которыми перпендикулярно проходят проездные полосы движения. Находясь на такой дороге, многие водители чувствуют себя на главной дороге, поэтому игнорируют тех, кто выезжает сбоку с парковочных мест.
На самом деле, по правилам дорожного движения вся территория стоянки является равнозначной. Здесь нет главной или второстепенной дороги. При таких обстоятельствах следует опираться на пункт 8.9 ПДД, согласно которому при пересечении траекторий двух транспортных средств нужно придерживаться правила «правой руки».
Таким образом, водитель на центральной дорожке должен уступить проезд выезжающему со стоянки автомобилю.
Прилегающие территории, жилые массивы и проходящие по ним выездные дороги являются второстепенными по отношению к проходящим мимо городским магистралям. Поэтому здесь водителям, управляющим авто по центральной части, не нужно пропускать выезжающих из прилегающих территорий.
Пропускать находящийся справа автомобиль нужно при условии равнозначных дорог.
Когда применяется
Если в городе с помощью дорожных знаков, разметки отмечены все пересекающиеся направления, то никаких трудностей с правилом правой руки не возникает. На практике зачастую водители сталкиваются с непонятными ситуациями, которые могут вызвать кратковременное замешательство. Это усугубляется некоторыми стереотипами восприятия автомобилистов. Например, многие думают, что на Т-образном перекрестке прямолинейное движение имеет преимущество. На самом деле, это далеко не так.
При сужении проезжей части траектории движения транспортных средств обычно пересекаются. Если параллельно движутся два равнозначных транспортных средства, то одно из них должно уступить дорогу другому.
При отсутствии знаков и разметки здесь могут возникать непонятные ситуации. Нередко водитель левой полосы чувствует свое преимущество и попросту выдавливает авто справа. На самом деле, здесь нужно ориентироваться на помеху справа, поскольку автомобили находятся в равных условиях.
Правило правой руки работает при отсутствии дорожных знаков, разметки, светофоров, которые определяют очередность проезда.
Следует помнить, что трамваи имеют преимущество почти во всех случаях пересечения траекторий транспортных средств. Единственным исключением является их выезд из депо, поскольку здесь речь идет о прилегающей территории.
Таким образом, желательно всегда уступать машинам, которые находятся справа. Чаще всего траектории движения пересекаются на перекрестках.
Читайте также
Понятия “помеха справа” не существует в ПДД! Миф о котором никто не знает
Каждый водитель знаком с универсальным правилом «правой руки». Однако в реальности ПДД не содержат четких норм, обязующих водителя транспортного средства, едущего слева, в обязательном порядке…
Есть ли такой пункт в ПДД
Понятие «помеха справа» не прописывается в правилах дорожного движения, поэтому оно считается народным. На самом деле, положения «правила правой руки» описывают целых 3 пункта правил:
- Согласно пункту 13.11 ПДД, придерживаться данного требования следует при проезде перекрестка равнозначных дорог. Исключением является проезд участков с круговым движением. Здесь преимущество имеет то автомобиль, который находится уже на кольце. При этом отсутствие знаков приоритета не имеет значения. В этом случае главное – наличие знака 4.3 «Круговое движение».
- В соответствии с пунктом 8.4 ПДД, при одновременном перестроении во время движения по многополосным магистралям нужно пропускать автомобиль, который находится справа.
- При одновременном развороте по разным траекториям, парковочных разъездам нужно пропускать авто, находящееся справа.
Об этом говорит пункт 8.9 ПДД.
Читайте также
Как развернуться на Т-образном перекрестке по ПДД — порядок действий
Различные пересечения дорог для молодых водителей являются иногда настоящим испытанием. Особенно трудно развернуться на нерегулируемых перекрестках. При таких ситуациях не всегда понятен порядок…
Правило правой руки и сложные ситуации ПДД
Дорога состоит из участков различной сложности. Например, в городских условиях часто встречаются пересечения траекторий движения нескольких транспортных средств. Для безопасного преодоления некоторых из них следует учитывать помехи справа.
На равнозначном перекрестке
При проезде пересечения равноценных дорог водитель обязан пропустить автомобиль, который находится справа. Это прописано пунктом 13.11 ПДД. Данное положение распространяется только на перекрестки, где отсутствуют светофоры, регулировщики, дорожные знаки, которые устанавливают очередность проезда.
Другими словами, правило правой руки действует по отношению к нерегулируемым перекресткам.
Такой тип перекрестка можно определить в следующих случаях:
- при наличии дорожного знака «пересечение равнозначных дорог»;
- стоящего на обочине указателя, который обозначает окончание главной дороги;
- когда нет каких-либо знаков приоритета.
Таким образом, правило помехи справа можно применять на перекрестке в случае, если он нерегулируемый, а пути являются равнозначными. Если здесь присутствуют указатели, знаки, нанесена соответствующая разметка, то нужно при движении ориентироваться на них.
На повороте налево
Помеха справа абсолютно никак не соотносится с поворотом налево или разворотом.
Согласно пункту 13.12 ПДД, водитель колесного транспортного средства при поворачивании налево или развороте обязан пропустить все, что движется навстречу по равнозначной дороге прямолинейно или направо.
Даже водители встречных трамваев должны руководствоваться этим принципом. Таким образом, правила дорожного движения для таких маневров не предусматривают использование понятия «помеха справа».
При перестроении
Во время движения по дороге с несколькими полосами автомобиль может менять их. При выполнении перестроения важно соблюдать требования безопасности. Для этого лучше придерживаться правил дорожного движения. При простом перестроении водитель должен пропускать абсолютно все транспортные средства, которые движутся в попутном направлении по определенной полосе без изменения направления.
«Правило правой руки» начинает действовать при одновременном изменении полосы движения двумя автомобилями. Здесь следует пропускать транспортное средство, которое находится справа. При этом не имеет значения, находятся ли авто на одном уровне или одно впереди другого.
Правила перестроения прописываются в разделе 10 ПДД.
Здесь особое внимание уделяется безопасности. Перед выполнением этого действия водитель должен обязательно убедиться в том, что он не создает препятствий и помех для движения другого транспорта. Для предупреждения других нужно обязательно использовать указатели поворота.
Левый автомобиль не может перестраиваться, если это заставит другого водителя резко тормозить или менять направление движения.
Читайте также
Сужение двух полос в одну: кто виноват в случае ДТП?
Если дорожное движение организовано правильно, то сужение дороги обозначается с помощью соответствующих знаков и разметки. В реальной жизни водители нередко попадают внутрь дорожного «горлышка»…
Когда не работает
В повседневной жизни водители практически всегда придерживаются «правила правой руки». С другой стороны, бывают ситуации, когда это не действует. Например, на равнозначном пересечении дорог могут оказаться одновременно подъехавшие со всех сторон автомобили. Теоретически, каждый водитель может претендовать на право первоочередного проезда, поскольку слева от него находится другое авто.
Чтобы благополучно разъехаться при таких неоднозначных обстоятельствах, водителям нужно найти оптимальное решение. Здесь кто-то должен уступить, пропуская другого участника движения миганием фар.
Как только один автомобиль проедет перекресток, остальные водители быстро сориентируются и смогут без труда разъехаться в нужных направлениях. Встречные автомобили могут проехать одновременно.
С другой стороны, после проезда хотя бы одной машины разобраться станет легче. Здесь на первый план выходит способность водителей эффективно общаться на дороге.
Читайте также
3 случая 2021 года, когда разворот через прерывистую грозит штрафом
Аккуратный законопослушный водитель старается не нарушать ПДД. Если полосы движения в разных направлениях разделяются сплошной линией, то он не станет пересекать ее. При необходимости развернуться…
Таким образом, приближаясь к нерегулируемому пересечению равноценных дорог, нужно быть готовым уступить дорогу автомобилю, который подъезжает справа. С другой стороны, если вы уверены в своем преимуществе, то все равно желательно проявлять определенную осторожность. Восприятие ситуации людей за рулем может не совпадать. Да и не стоит забывать о “правиле трех Д” (Дай Дорогу Дураку), которое часто спасает жизнь.
Откуда появилось правило «пропусти помеху справа»? | Практические советы | Авто
Владимир Гаврилов
Примерное время чтения: 4 минуты
26297
Категория:
Техника вождения
Автомобилисты нередко замечают нелогичность правила «правой руки». К примеру, почему при повороте налево нужно пропускать автомобили, двигающиеся справа, а не наоборот. Такой разъезд мешает тем, кто движется слева, и выезд на Т-образный нерегулируемый перекресток для них становится опаснее. Да и на скоростной трассе при перестроениях из одного ряда в другой логичнее пропускать тех, кто едет по левым полосам движения, потому как у них больше скорость. В целом эти тонкости уже не замечаются, и на них обращаешь внимание только, когда оказываешься в неловкой ситуации. Почему же такое правило «правой руки» введено в обиход?
Великобритания — родина машин
Дело в том, что правила дорожного движения рождались там, где начали производиться первые автомобили, и там, где был самый большой рынок сбыта. Это была Британская империя с ее колониями и левосторонним движением. Многие страны в начале века ездили по левой стороне дороги, включая Норвегию, Швецию, Австралию и африканские колонии Великобритании.
Первые автомобили изготавливались с зеркальным расположением руля даже для рынков с традиционно правым движением. Во Франции продавались праворульные Renault, чтобы водителю было легче выходить на тротуар при парковке машины и успеть открыть дверь для господ, путешествующих в задней кабине автомобиля.
Некоторые машины имели руль посередине передней панели для облегчения обзора перекрестков, а место спереди было только одно — для водителя, как у кучера в карете. Неудивительно, что мировые правила стали закрепляться для тех транспортных средств, что изготавливались на тот момент.
Международные конвенции
В начале ХХ века количество автомобилей настолько увеличилось, что потребовалась более тщательная систематизация движения. В 1909 году в Париже была принята первая Международная конвенция, устанавливающая единую систему правил и дорожной сигнализации для европейских стран. Конвенция содержала 15 статей по различным вопросам. Она вносила единые технические требования к автомобилям, закрепляла унифицированный номер, звуковой сигнал, фары, задний фонарь, а также систематизировала правила обгона, проезда перекрестков и разъезда встречных автомобилей. Тогде же было введено четыре предупреждающих знака, которые обозначали приближение к опасным местам дороги, таким как перекресток, крутой изгиб на дороге, железнодорожный переезд и неровный участок дороги, где было необходимо сбросить скорость.
Для остальных случаев вводилось правило «правой руки». Если кто-то едет по левой стороне дороги, то чтобы вывернуть на свой ряд, требовалось «пропустить помеху справа». Это правило для левостороннего движения было настолько логичным, что не вызывало вопросов. А вот для стран с рулем, расположенным зеркально, менять его не стали и приняли, как в Англии.
По такому пути пошла Россия. В начале 20 века автомобилизация страны была очень низкой и не было никакой разницы, какую помеху пропускать в первую очередь, правую или левую. Россия взяла на вооружение международные правила и закрепила для своего использования.
Позднее, в 1926 г., эти правила были доработаны и дополнены на парижской конференции по безопасности дорожного движения, а также в 1931 году в Женеве, где европейские государства подписали Конвенцию, которая закрепляла единообразие правил и знаков дорожного движения. На тот момент их было уже 26, и разделялись они на три большие группы — предупреждающие, предписывающие и указательные. Правило «правой руки» оставалось неизменным, как и сейчас.
Правило «пропусти помеху справа» действует и для стран с левосторонним движением, таких как Англия, Кипр, Мальта, Индия, Индонезия, ЮАР, Пакистан, Бангладеш, Австралия, Япония, и в других государствах. Есть оно и в США, которые не подписали международную Конвенцию 1968 года по безопасности дорожного движения. В мире примерно 28% дорог левосторонние и 34% населения ездит на автомобилях с правым рулем.
Смотрите также:
- Как вести себя на дороге, если вашу машину «поджимают» сзади? →
- Скоростной слалом. Как нельзя перестраиваться на дороге →
- Кто должен уступать дорогу в узком дворе? →
советы автомобилистамправила дорожного движения
Следующий материал
Самое интересное в соцсетях
Новости СМИ2
17.1 Понимание дифракции и интерференции
Цели обученияДифракция и интерференцияРасчеты с учетом дифракции и интерференцииУчебные задачиПроверьте свое понимание
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете делать следующее:
- Объяснять волновое поведение света, включая дифракцию и интерференцию, включая роль конструктивной и деструктивной интерференции в экспериментах Юнга с одной и двумя щелями
- Выполнение расчетов с учетом дифракции и интерференции, в частности длины волны света с использованием данных двухщелевой интерференционной картины
Дифракция и интерференция
Мы знаем, что видимый свет — это электромагнитная волна, на которую реагируют наши глаза. Как мы видели ранее, свет подчиняется уравнению
с=fλ,c=fλ,
где c=3,00×108c=3,00×108 м/с – скорость света в вакууме, f – частота электромагнитной волны в Гц (или с –1 ), λλ – ее длина волны в м . Диапазон видимых длин волн составляет приблизительно от 380 до 750 нм. Как и для всех волн, свет распространяется прямолинейно и действует как луч, когда взаимодействует с объектами, в несколько раз превышающими его длину волны. Однако, когда он взаимодействует с более мелкими объектами, он заметно проявляет свои волновые характеристики. Интерференция — это идентифицирующее поведение волны.
На рис. 17.2 можно увидеть как лучевые, так и волновые характеристики света. Лазерный луч, испускаемый обсерваторией, отражает поведение луча, поскольку он движется по прямой линии. Пропускание чистого одноволнового луча через вертикальные щели шириной, близкой к длине волны луча, обнаруживает волновой характер света. Здесь мы видим, как луч распространяется горизонтально в виде узора из ярких и темных областей, которые вызваны систематической конструктивной и деструктивной интерференцией. Поскольку это характерно для волнового поведения, интерференция наблюдается для водяных, звуковых и световых волн.
Рис. 17.2 (а) Луч света, испускаемый лазером в обсерватории Параналь (часть Европейской южной обсерватории в Чили), действует как луч, движущийся по прямой линии. (кредит: Юрий Белецкий, Европейская южная обсерватория) (б) Лазерный луч, проходящий через сетку вертикальных щелей, создает интерференционную картину, характерную для волны. (кредит: Шимон и Слава Рыбка, Wikimedia Commons)
То, что интерференция является характеристикой распространения энергии волнами, более убедительно демонстрируется волнами на воде. На рис. 17.3 показаны водные волны, проходящие через щели между некоторыми камнями. Вы можете легко увидеть, что ширина зазоров аналогична длине волны, и это вызывает интерференционную картину, когда волны проходят за зазоры. Поперечное сечение волн на переднем плане показало бы гребни и впадины, характерные для интерференционной картины.
Рис. 17.3 Входящие волны (вверху рисунка) проходят через щели в скалах и создают интерференционную картину (на переднем плане).
Свет имеет волновые характеристики в различных средах, а также в вакууме. Когда свет переходит из вакуума в какую-либо среду, например воду, его скорость и длина волны меняются, но его частота f остается неизменной. Скорость света в среде v=c/nv=c/n, где n — его показатель преломления. Если вы разделите обе части уравнения c=fλc=fλ на n , вы получаете c/n=v=fλ/nc/n=v=fλ/n. Следовательно, v=fλnv=fλn, где λnλn — длина волны в среде, а
λn=λn,λn=λn,
, где λλ — длина волны в вакууме, а n — показатель преломления среды. Отсюда следует, что длина волны света в любой среде меньше, чем в вакууме. Например, в воде, у которой n = 1,333, диапазон видимых длин волн составляет от (380 нм)/1,333 до (760 нм)/1,333, или λn=λn=285–570 нм. Хотя длины волн меняются при перемещении из одной среды в другую, цвета не меняются, поскольку цвета связаны с частотой.
Голландский ученый Христиан Гюйгенс (1629–1695) разработал полезную технику для детального определения того, как и где распространяются волны. Он использовал волновые фронты, которые представляют собой точки на поверхности волны, имеющие одну и ту же постоянную фазу (например, все точки, составляющие гребень водной волны). Принцип Гюйгенса гласит: «Каждая точка на фронте волны является источником вейвлетов, которые распространяются в прямом направлении с той же скоростью, что и сама волна. Новый волновой фронт — это линия, касательная ко всем вейвлетам».
На рис. 17.4 показано, как применяется принцип Гюйгенса. Фронт волны — это длинный фронт, который движется; например, гребень или корыто. Каждая точка волнового фронта излучает полукруглую волну, которая движется со скоростью v . Они нарисованы позже в момент времени t , так что они переместились на расстояние s=vts=vt. Новый волновой фронт представляет собой линию, касательную к вейвлетам, и находится там, где волна находится в момент времени t . Принцип Гюйгенса работает для всех типов волн, включая волны воды, звуковые волны и световые волны. Это будет полезно не только при описании того, как распространяются световые волны, но и как они интерферируют.
Рис. 17.4 Применение принципа Гюйгенса к прямолинейному волновому фронту. Каждая точка на фронте волны излучает полукруглый вейвлет, который перемещается на расстояние s=vts=vt. Новый волновой фронт представляет собой линию, касательную к вейвлетам.
Что происходит, когда волна проходит через отверстие, например свет проникает через открытую дверь в темную комнату? Что касается света, вы ожидаете увидеть резкую тень от дверного проема на полу комнаты, и вы ожидаете, что свет не будет огибать углы в другие части комнаты. Когда звук проходит через дверь, вы слышите его повсюду в комнате и, таким образом, понимаете, что звук распространяется при прохождении через такой проем. Чем отличается поведение звуковых волн от световых в этом случае? Ответ заключается в том, что длины волн, из которых состоит свет, очень короткие, поэтому свет действует как луч. Звук имеет длину волны порядка размера двери, поэтому он огибает углы.
Если свет проходит через меньшие отверстия, часто называемые щелями, вы можете использовать принцип Гюйгенса, чтобы показать, что свет изгибается так же, как и звук (см. рис. 17.5). Огибание волной краев отверстия или препятствия называется дифракцией. Дифракция — это волновая характеристика, которая имеет место для всех типов волн. Если для явления наблюдается дифракция, это свидетельствует о том, что явление вызвано волнами. Таким образом, горизонтальная дифракция лазерного луча после прохождения через щели на рис. 17.2 свидетельствует о том, что свет обладает свойствами волны.
Рис. 17.5. Применение принципа Гюйгенса к прямому волновому фронту, падающему на отверстие. Края волнового фронта изгибаются после прохождения через отверстие, этот процесс называется дифракцией. Величина изгиба является более экстремальной для небольшого отверстия, что согласуется с тем фактом, что волновые характеристики наиболее заметны при взаимодействии с объектами примерно того же размера, что и длина волны.
И снова волны на воде представляют собой знакомый пример волнового явления, которое легко наблюдать и понимать, как показано на рис. 17.6.
Рис. 17.6 Океанские волны проходят через отверстие в рифе, образуя дифракционную картину. Дифракция возникает из-за того, что ширина отверстия аналогична длине волны.
Watch Physics
Интерференция с одной щелью
В этом видео используются математические расчеты, необходимые для прогнозирования дифракционных картин, вызванных интерференцией с одной щелью.
Щелкните для просмотра содержимого
Какие значения m обозначают место деструктивной интерференции на однощелевой дифракционной картине?
- целых чисел, кроме нуля
- целых чисел
- вещественных чисел без нуля
- действительные числа
Тот факт, что принцип Гюйгенса работал, не считался достаточным доказательством того, что свет является волной. Люди также не хотели принимать волновую природу света, потому что это противоречило идеям Исаака Ньютона, который все еще пользовался большим уважением. Признание волнового характера света пришло после 1801 г., когда английский физик и врач Томас Юнг (1773–1829 гг.) провел ставший уже классическим эксперимент с двумя щелями (см. рис. 17.7).
Рис. 17.7 Двухщелевой эксперимент Юнга. Здесь свет одной длины волны проходит через пару вертикальных щелей и создает на экране дифракционную картину — многочисленные вертикальные светлые и темные линии, разбросанные по горизонтали. Без дифракции и интерференции свет просто образовал бы две линии на экране.
Когда свет проходит через узкие щели, он преломляется в полукруглые волны, как показано на рис. 17.8 (а). Чистая конструктивная интерференция возникает там, где волны выстраиваются в линию гребень к гребню или впадина к впадине. Чисто деструктивное вмешательство происходит там, где они выстраиваются от гребня к впадине. Свет должен падать на экран и рассеиваться в наших глазах, чтобы рисунок был виден. Аналогичная картина для волн на воде показана на рис. 17.8 (b). Обратите внимание, что области конструктивной и деструктивной интерференции выходят из щелей под определенными углами к исходному лучу. Эти углы зависят от длины волны и расстояния между щелями, как вы увидите ниже.
Рис. 17.8 Двойные щели создают два интерферирующих источника волн. (а) Свет распространяется (дифрагирует) от каждой щели, потому что щели узкие. Волны перекрываются и интерферируют конструктивно (светлые линии) и деструктивно (темные области). Вы можете увидеть эффект, только если свет падает на экран и рассеивается в ваших глазах. (b) Двухщелевая интерференционная картина волн на воде почти идентична таковой для света. Волновое воздействие больше всего в областях конструктивной интерференции и наименьшее в областях деструктивной интерференции. в) Когда свет, прошедший через двойные щели, падает на экран, мы видим такую картину.
Виртуальная физика
Интерференция волн
Рисунок 17.9 Щелкните здесь для моделирования интерференции волн.
Это моделирование демонстрирует большинство волновых явлений, обсуждаемых в этом разделе. Во-первых, наблюдайте интерференцию между двумя источниками электромагнитного излучения без добавления щелей. Посмотрите, как волны воды, звук и свет демонстрируют интерференционные картины. Оставайтесь со световыми волнами и используйте только один источник. Создайте дифракционные картины с одной щелью, а затем с двумя. Возможно, вам придется отрегулировать ширину щели, чтобы увидеть рисунок.
Визуально сравните ширину щели с длиной волны. Когда вы получаете наиболее четкую дифракционную картину?
- когда ширина щели больше длины волны
- , когда ширина щели меньше длины волны
- , когда ширина щели сравнима с длиной волны
- , когда ширина щели бесконечна
Расчеты с учетом дифракции и интерференции
Тот факт, что длина волны света одного цвета или монохроматического света может быть рассчитана по его двухщелевой дифракционной картине в экспериментах Юнга, подтверждает вывод о том, что свет обладает волновыми свойствами. Чтобы понять основу таких расчетов, рассмотрим, как две волны проходят от щелей к экрану. Каждая щель находится на разном расстоянии от заданной точки на экране. Таким образом, на каждый путь укладывается разное количество длин волн. Волны начинаются от щелей в фазе (гребень к гребню), но заканчиваются в противофазе (гребень к впадине) на экране, если пути различаются по длине на половину длины волны, создавая деструктивные помехи. Если пути различаются на целую длину волны, то волны приходят на экран синфазно (гребень к гребню), конструктивно интерферируя. В более общем случае, если пути, по которым проходят две волны, отличаются на любое полуцелое число длин волн (12λ, 32λ, 52λ и т. д.) (12λ, 32λ, 52λ и т. д.), то возникает деструктивная интерференция. Точно так же, если пути, по которым проходят две волны, отличаются на любое целое число длин волн (λ, 2λ, 3λ и т. д.) (λ, 2λ, 3λ и т. д.), возникает конструктивная интерференция.
На рис. 17.10 показано, как определить разность длин пути для волн, идущих от двух щелей к общей точке экрана. Если экран находится на большом расстоянии по сравнению с расстоянием между щелями, то угол θθ между траекторией и линией от щелей, перпендикулярной экрану (см. рисунок), для каждой траектории примерно одинаков. Это приближение и простая тригонометрия показывают, что разность длин ΔLΔL равна dsinθdsinθ, где d — расстояние между щелями,
ΔL=dsinθ. ΔL=dsinθ.
Чтобы получить конструктивную интерференцию для двойной щели, разность длин пути должна быть целым числом, кратным длине волны, или
dsinθ=mλ, для m=0,1,−1,2,−2,… (конструктивный).dsinθ=mλ, для m=0,1,−1,2,−2,…(конструктивный).
Точно так же, чтобы получить деструктивную интерференцию для двойной щели, разность длин пути должна быть кратной половине длины волны, или
dsinθ=(m+½)λ, для m=0,1,−1,2,−2,… (разрушающий).dsinθ=(m+½)λ, для m=0,1,−1,2 ,−2,…(деструктивный).
Число м порядок помех. Например, м = 4 — это помехи четвертого порядка.
Рис. 17.10 Пути от каждой щели до общей точки на экране отличаются на величину d sin θd sin θ, если предположить, что расстояние до экрана намного больше, чем расстояние между щелями (здесь не в масштабе).
На рис. 17.11 показано, как уменьшается интенсивность полос конструктивной интерференции с увеличением угла.
Рисунок 17.11 Интерференционная картина для двойной щели имеет интенсивность, которая падает с углом. На фотографии видно множество ярких и темных линий или полос, образованных светом, проходящим через двойную щель.
Свет, проходящий через одинарную щель, образует дифракционную картину, несколько отличную от той, что образуется от двойных щелей. На рис. 17.12 показана картина дифракции от одной щели. Обратите внимание, что центральный максимум больше, чем с обеих сторон, и что интенсивность быстро уменьшается с обеих сторон.
Рис. 17.12 (а) Однощелевая дифрактограмма. Монохроматический свет, проходящий через одну щель, дает центральный максимум и множество меньших и более тусклых максимумов по обеим сторонам. Центральный максимум в шесть раз выше показанного. (b) На рисунке показан яркий центральный максимум и более тусклые и тонкие максимумы по бокам. (c) Расположение минимумов показано через λλ и D .
Анализ однощелевой дифракции показан на рис. 17.13. Если предположить, что экран находится очень далеко по сравнению с размером щели, лучи, направляющиеся к общей цели, почти параллельны. Это приближение допускает ряд тригонометрических операций, которые приводят к уравнениям для минимумов, создаваемых деструктивной интерференцией.
Dsinθ=mλDsinθ=mλ
или
DyL=mλDyL=mλ
Когда лучи движутся прямо вперед, они остаются в фазе, и получается центральный максимум. Однако, когда лучи проходят под углом θθ относительно первоначального направления луча, каждый луч проходит разное расстояние до экрана, и они могут приходиться в фазе или в противофазе. Таким образом, луч из центра проходит на расстояние λ/2λ/2 дальше, чем луч от верхнего края щели, приходят в противофазе и деструктивно интерферируют. Точно так же для каждого луча между вершиной и центром щели существует луч между центром и низом щели, который проходит расстояние λ/2λ/2 дальше от общей точки на экране и, таким образом, деструктивно интерферирует. . Симметрично ниже прямого луча будет еще один минимум под тем же углом.
Рисунок 17.13 Уравнения для однощелевой дифракционной картины, где λ — длина волны света, D — ширина щели, θθ — угол между линией от щели до минимума и линией, перпендикулярной экрану , L — расстояние от щели до экрана, y — расстояние от центра шаблона до минимума, а m — ненулевое целое число, указывающее порядок минимума.
Ниже мы суммируем уравнения, необходимые для последующих расчетов.
Скорость света в вакууме c , длина волны света λλ и его частота f связаны следующим образом.
с=fλc=fλ
Длина волны света в среде, λnλn, по сравнению с его длиной волны в вакууме, λλ, равна
17.1λn=λn.λn=λn.
Чтобы рассчитать положение конструктивной интерференции для двойной щели, разность длин пути должна быть целым числом, кратным м длины волны. λλ
dsinθ=mλ, для m=0,1,−1,2,−2,… (конструктивно), dsinθ=mλ, для m=0,1,−1,2,−2,…(конструктивно),
, где d — расстояние между щелями, а θθ — угол между линией от щелей до максимума и линией, перпендикулярной к преграде, в которой расположены щели. Чтобы рассчитать положение деструктивной интерференции для двойной щели, разность длин пути должна быть кратной половине длины волны:
dsinθ=(m+½)λ, для m=0,1,−1,2,−2,… (разрушающий).dsinθ=(m+½)λ, для m=0,1,−1,2 ,−2,…(деструктивный).
Для однощелевой дифрактограммы ширина щели, D , расстояние до первого ( м = 1) минимума деструктивной интерференции, y , расстояние от щели до экрана, L , а длина волны λλ определяется как
DyL=λ.DyL=λ.
Также для однощелевой дифракции
Dsinθ=mλ,Dsinθ=mλ,
, где θθ — угол между линией от щели до минимума и линией, перпендикулярной экрану, а м это порядок минимума.
Рабочий пример
Двухщелевая интерференция
Предположим, вы пропускаете свет гелий-неонового лазера через две щели, разделенные расстоянием 0,0100 мм, и обнаруживаете, что третья яркая линия на экране формируется под углом 10,95º относительно падающий пучок. Какова длина волны света?
СТРАТЕГИЯ
Третья светлая линия обусловлена конструктивной интерференцией третьего порядка, что означает, что м = 3. Вам дано d = 0,0100 мм и θθ = 10,95º. Таким образом, длину волны можно найти, используя уравнение dsinθ=mλdsinθ=mλ для конструктивной интерференции.
Решение
Уравнение dsinθ=mλdsinθ=mλ. Решение для длины волны λλ дает
17,2λ=dsinθm.λ=dsinθm.
Подстановка известных значений дает
17,3λ=(0,0100 мм)(sin 10,95°)3=6,33×10−4 мм=633 нм.λ=(0,0100 мм)(sin 10,95°)3=6,33×10−4 мм=633 нм.
Обсуждение
В трехзначном выражении 633 нм — это длина волны света, излучаемого обычным гелий-неоновым лазером. Не случайно этот красный цвет похож на тот, который излучают неоновые огни. Однако более важным является тот факт, что интерференционные картины можно использовать для измерения длины волны. Янг сделал это для видимых длин волн. Его аналитический метод до сих пор широко используется для измерения электромагнитных спектров. Для данного порядка угол конструктивной интерференции увеличивается с увеличением λλ, поэтому можно получить спектры (измерения интенсивности в зависимости от длины волны).
Рабочий пример
Дифракция с одной щелью
Видимый свет с длиной волны 550 нм падает на одну щель и дает второй минимум дифракции под углом 45,0° к направлению падения света. Какова ширина щели?
СТРАТЕГИЯ
Исходя из данной информации и предполагая, что экран находится далеко от щели, вы можете использовать уравнение Dsinθ=mλDsinθ=mλ, чтобы найти D .
Раствор
Приведены количества λλ = 550 нм, м = 2, а θ2θ2 = 45,0°. Решение уравнения Dsinθ=mλDsinθ=mλ для D и подстановка известных значений дает
17,4D=mλsinθ=2(550 нм)sin45,0°=1,56 × 10–6 м.D=mλsinθ=2(550 нм)sin45. 0°=1,56×10-6 м.
Обсуждение
Вы видите, что щель узкая (всего в несколько раз больше длины волны света). Это согласуется с тем фактом, что свет должен взаимодействовать с объектом, сравнимым по размеру с его длиной волны, чтобы проявлять значительные волновые эффекты, такие как эта дифракционная картина с одной щелью.
Практические задачи
Монохроматический свет от лазера проходит через две щели, разделенные расстоянием 0,00500 мм. Третья яркая линия на экране формируется под углом 18,0∘ к падающему лучу. Какова длина волны света?
- 51,5 нм
- 77,3 нм
- 515 нм
- 773 нм
Какова ширина одиночной щели, через которую проходит оранжевый свет с длиной волны 610 нм, образуя первый дифракционный минимум под углом 30,0°?
- 0,863 мкм
- 0,704 мкм
- 0,610 мкм
- 1,22 мкм
Проверьте свое понимание
Упражнение 1
Какой аспект луча монохроматического света изменяется, когда он попадает из вакуума в воду, и как он изменяется?
- Длина волны сначала уменьшается, а затем увеличивается.
- Длина волны сначала увеличивается, а затем уменьшается.
- Длина волны увеличивается.
- Длина волны уменьшается.
Упражнение 2
Выйдите на улицу на солнечный свет и понаблюдайте за своей тенью. У него нечеткие края, даже если у вас их нет. Это дифракционный эффект? Объяснять.
- Это эффект дифракции. Все ваше тело действует как источник нового волнового фронта.
- Это эффект дифракции. Каждая точка на краю вашей тени действует как источник нового волнового фронта.
- Это эффект преломления. Все ваше тело действует как источник нового волнового фронта.
- Это эффект преломления. Каждая точка на краю вашей тени действует как источник нового волнового фронта.
Упражнение 3
Какой аспект монохроматического зеленого света меняется, когда он переходит из вакуума в алмаз, и как он меняется?
- Длина волны сначала уменьшается, а затем увеличивается.
- Длина волны сначала увеличивается, а затем уменьшается.
- Длина волны увеличивается.
- Длина волны уменьшается.
- Печать
- Поделиться
Видео с вопросами
: Понимание условий конструктивного и деструктивного вмешательства
Стенограмма видео
На схеме показаны фронты волн
двух волн, прошедших через одинаково узкие промежутки. Обе волны имеют одинаковую скорость,
длина волны, частота и начальное смещение совпадают друг с другом.
Прежде чем мы перейдем к нашим вопросам,
давайте посмотрим на эту схему. Мы видим на этой диаграмме левый разрыв
а также правая щель, которая является отверстием в его барьере для прохождения световых волн.
через. Теперь, хотя эти два разных
световые волны имеют разные цвета, нам говорят, что они имеют одинаковую скорость,
длина волны, частота и начальное смещение совпадают друг с другом. Это означает, что для всех намерений и
целях свет, проходящий в левый зазор, идентичен свету, проходящему через
к правому зазору. После того, как свет проходит через
эти промежутки он дифрагирует; это распространяется. И мы видим, что он начинает смешиваться,
свет из левой щели со светом из правой щели.
На этой диаграмме конкретный
обозначение используется для представления волновых фронтов этого дифрагированного света. Каждый фронт волны представлен
с помощью линии. И кривизна этой линии
показывает, куда движется волна. Наряду со всем этим, у нас есть эти
на эскизе отмечены четыре точки 𝐴, 𝐵, 𝐶 и 𝐷. В этом упражнении мы собираемся
ответьте на вопросы о каждом из этих пунктов, начиная с пункта 𝐴. В связи с этим пунктом мы хотим
узнайте, сколько длин волн этого света составляет левый зазор от точки 𝐴. Сколько длин волн этого света
является правым зазором из точки 𝐴? Является ли помеха между двумя
световые волны в точке 𝐴 конструктивны или деструктивны?
Когда мы начнем отвечать на эти
вопросы, давайте освободим место на экране. Теперь в этом первом вопросе мы
спросил, сколько длин волн этого света составляет левый зазор от точки 𝐴. Здесь важно понимать
заключается в том, что свет, проходящий через левую щель, и свет, проходящий через
правый зазор такой же светлый. Итак, опять же, хотя эти волны
окрашены по-разному, имеют одинаковую длину волны, частоту, фазу и т.
на. Поэтому, когда вопрос касается
этот свет, он относится просто к свету на диаграмме, который все тот же
свет.
Зная это, мы хотим знать, как
многих длин волн этого света есть левый зазор от точки, отмеченной как
𝐴. Глядя на нашу схему, мы видим
где эта точка. Он расположен на волновом фронте для
волны, исходящие из левой щели, и волны, идущие из правой щели. И именно в этот момент мы можем
Вспомните важный факт о волновых фронтах. И это то, что расстояние
между соседними волновыми фронтами, то есть двумя волновыми фронтами, расположенными рядом друг с другом.
равна длине волны.
Вернемся к нашей диаграмме.
это означает, что точка 𝐴, которая находится на втором фронте волны света, ушедшего
через левую щель находится на расстоянии одной длины волны, а затем двух длин волн от
этот левый зазор. Это потому, что у нас есть два полных
фронт волны циклически перемещается между этой точкой и зазором. Так что это наш ответ на этот первый
вопрос. Есть две длины волны света
от левого промежутка до точки 𝐴 на диаграмме.
Переходим к следующему вопросу.
этот спрашивает, сколько длин волн этого света составляет правый зазор от точки
𝐴. Чтобы это выяснить, сделаем
что-то похожее. Мы видим, что точка 𝐴 находится на
фронт второй волны света, прошедшего через правый зазор. И значит для этого света как
ну, между этой щелью и точкой есть одна, а затем две полные длины волны
𝐴. И снова наш ответ
два. Это количество длин волн
этот свет правый промежуток от точки 𝐴.
И последний вопрос
о точке 𝐴: является ли интерференция, которая там происходит, конструктивной или
деструктивный? Чтобы ответить на этот вопрос, мы можем
вспомните что-нибудь полезное о волновых интерференциях. Мы можем вспомнить, что когда гребень
одной волны накладывается на гребень другой волны, то такая интерференция волн
конструктивный. С другой стороны, когда гребень
одной волны накладывается на впадину другой волны, то это разрушительно
вмешательство. Итак, снова взглянув на точку 𝐴, мы
видим, что эта точка лежит на гребнях волн как левого, так и левого
и свет от правых щелей. Итак, у нас есть гребень, перекрывающийся с
герб По нашему определению это
конструктивное вмешательство.
Теперь, когда мы ответили на эти
вопросы о точке 𝐴 на диаграмме, давайте ответим на те же вопросы, но на этот
время относительно точки 𝐵, а не точки 𝐴. Итак, глядя на точку 𝐵 на нашем
диаграмме, мы сначала хотим знать, сколько длин волн света составляет левый зазор
это с этой точки. Чтобы понять это, мы можем снова
считать фронты волн. Начиная с левого зазора,
имеют один, два, три, четыре волновых фронта, а это значит, что существует четыре длины волны
этот свет из этого промежутка в точку 𝐵.
Далее хотим ответить тем же
вопрос, за исключением того, что теперь наша начальная точка — правый зазор. Еще раз посчитаем волну
фронты, начинающиеся от этого промежутка. Считаем раз, два, три, четыре волны
фронты. И это говорит нам о том, что есть
четыре длины волны света от правой щели до точки 𝐵.
Далее мы хотим узнать,
вмешательство в точке 𝐵 является конструктивным или деструктивным. Мы видим, что эта точка находится на перекрытии
из двух гребней волны. Поэтому помехи в этом
пункт конструктивный. На этом заканчивается пункт 𝐵. Итак, теперь давайте ответим на эти вопросы
о пункте 𝐶.
Найдя эту точку на диаграмме,
мы видим это на гребне волны, идущей из левого ущелья. Но это между гребнями
волна, идущая из правого зазора. Итак, отвечая на этот первый вопрос,
сколько длин волн света составляет левый зазор от этой точки, если считать волну
фронты, начиная с этого промежутка, считаем раз, два, три. Но тогда переходим к вопросу
примерно на сколько длин волн эта точка от правого зазора, если считать волну
фронтов еще раз, получаем раз, два, три, а потом и три с половиной до точки 𝐶.
Тот факт, что точка 𝐶 равна трем и
половина длины волны из правого зазора говорит нам, что для волны, исходящей из
этот разрыв, эта точка, точка 𝐶, находится в нижней точке, впадине этой волны. Это означает, что когда мы рассматриваем
последний вопрос — вмешательство в этот момент конструктивное или деструктивное, мы видим
эта точка 𝐶 лежит на гребне волны, идущей из левой щели. Но он лежит вдоль желоба р.
волна, идущая из правого зазора. Другими словами, у нас есть гребень волны
перекрывается с ложбиной волны. Это разрушительно
вмешательство.
И, наконец, мы сделаем это все один раз
больше с точкой 𝐷. Начиная с левого зазора, если
считаем фронты волн, считаем раз, два, три, четыре до точки 𝐷. Это количество длин волн
свет из этого промежутка в точку. А потом из правой щели,
мы считаем один, два, три волновых фронта.