О волнах

Начнем с краткого обзора теории волн. Свет, электричество и магнетизм распространяются в виде волн, которые могут интерферировать и погашать друг друга. Интерференция звука приводит к биениям.

Нам известны многие виды волн. Звуковые волны в ограниченном пространстве создают эхо. Изменения гравитационного притяжения луны приводят к приливам. В море есть длинные волны и более мелкая зыбь, возникающая из-за поверхностного натяжения воды. При землетрясениях возникают волны сжатия, распространяющиеся вдоль поверхности Земли, а также вертикальные колебания поверхности.

Квантовая механика имеет дело с невидимыми квантовыми волнами, которые иногда называют «волнами материи», волнами вероятности или тенденциями. Их амплитуда вероятности пропорциональна их частоте и энергии.

В общем случае, если волна в момент времени t движется вовне в положительном направлении оси x со скоростью с, то положение фронта волны x = ct, как в случае волны света. Амплитуда волны является функцией математического выражения x – ct. Эхо, идущее в сторону уменьшения х, было бы функцией x + ct, поскольку в этом случае x = -ct.

Для волны, движущейся между наблюдателем и отражателем, мы имеем суперпозицию (наложение) двух волн, одна из которых идет вперед, а другая назад вдоль оси х.

Поскольку x = -ct = c(-t), отраженную волну можно было бы понимать как идущую назад во времени.

Когда происходит суперпозиция двух волн, они интерферируют в любой данной точке x. Когда интерферируют волны одной и той же частоты, но противоположной фазы (то есть различающиеся по фазе на 180°), они могут погашать друг друга. Если они имеют одинаковую фазу, то складываются и получается более сильная волна (например, звук становится громче или в одно и то же место на экране попадает больше электронов). Короче говоря:

Волны в одной фазе усиливаются.

Волны в противофазе погашаются, создавая видимую пустоту, потерю сигнала.

В общем случае, для двух источников с разными частотами результатом бывает колебание с медленно пульсирующей интенсивностью.