Interferencja

W fizyce interferencja jest efektem działania funkcji falowych. Pojedyncza fala może interferować sama z sobą, ale jest to wciąż dodawanie dwóch fal (patrz eksperyment szczelinowy Younga). Dwie fale zawsze interferują, nawet jeśli wynik dodawania jest skomplikowany lub nie jest godny uwagi.

Coś, co dzieje się, gdy dwie lub więcej fal znajduje się w tej samej przestrzeni. Czasami szczyt jednej fali łączy się ze szczytem innej fali, więc powstały szczyt jest dwa razy wyższy. Czasami szczyt jednej fali wpada w koryto innej fali, a powierzchnia jest wtedy płaska. Kiedy fale dodają swoje efekty, nazywa się to interferencją pozytywną lub interferencją konstruktywną. Kiedy jedna fala odejmuje efekty drugiej, nazywa się to interferencją ujemną lub interferencją destrukcyjną.

Jeśli dwie osoby pchałyby samochód w tym samym kierunku, poruszałyby go lepiej niż każda z nich osobno. Byłaby to interferencja pozytywna. Jeśli dwie osoby o równej sile pchałyby samochód z przeciwnych kierunków, to żaden z nich nie poruszyłby go. Byłaby to interferencja negatywna.

Kiedy dwa kamienie uderzają w staw w tym samym czasie, ich fale zakłócają się wzajemnie.Zoom
Kiedy dwa kamienie uderzają w staw w tym samym czasie, ich fale zakłócają się wzajemnie.

Ingerencja konstruktywna

Interferencja konstruktywna ma miejsce, gdy dwie lub więcej fal znajduje się w tej samej przestrzeni i w fazie. W takim przypadku amplitudy fal sumują się, a ich suma jest większa niż amplituda którejkolwiek z fal osobno. Powoduje to, że fale wydają się bardziej intensywne.

W czasie = 0, jeden wierzchołek fali przesuwa się z lewej strony, a druga fala przesuwa się z prawej strony.
W czasie = 1, dwa wierzchołki fal spotykają się w środku. W czasie
= 2, dwie fale kontynuują ruch do przodu i pojawiają się ponownie na swoich pierwotnych wysokościach.

Interferencja niszcząca : Kiedy wierzchołek jednej fali spotyka się z korytem (dnem) innej fali w środku, woda pozostaje płaska.Zoom
Interferencja niszcząca : Kiedy wierzchołek jednej fali spotyka się z korytem (dnem) innej fali w środku, woda pozostaje płaska.

Interferencja konstruktywna : Kiedy wierzchołki dwóch fal spotykają się w środku, powstaje wyższa fala.Zoom
Interferencja konstruktywna : Kiedy wierzchołki dwóch fal spotykają się w środku, powstaje wyższa fala.

Zakłócenie destrukcyjne

Interferencja destrukcyjna występuje wtedy, gdy dwie lub więcej fal znajduje się w tym samym miejscu i jest poza fazą. W takim przypadku amplitudy fal sumują się, a ich suma jest mniejsza niż amplituda którejkolwiek z fal osobno. Powoduje to, że fale wydają się mniej intensywne.

W czasie = 0, szczyt fali przesuwa się z lewej strony, a koryto fali przesuwa się z prawej strony.
W czasie = 1, te dwie fale spotkały się w środku. Grzbiet (góra) wypełnia koryto.
W czasie = 2, dwie fale przesunęły się w swoim pierwotnym kierunku i każda z nich pojawia się ponownie.

Przykłady zakłóceń

Po deszczu często można zobaczyć wzory, gdy na powierzchni kałuży unosi się odrobina oleju. Kolory będą w kolejności: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski i fioletowy. Każdy z tych kolorów światła ma swoją własną długość fali, a różne części oleju mają różną grubość. Część światła słonecznego odbija się od górnej powierzchni, innymi słowy od oleju. Część światła słonecznego odbija się od górnej powierzchni wody. Fale świetlne z powierzchni oleju i światło z powierzchni wody spotykają się w powietrzu i interferują ze sobą. Dla dowolnej grubości warstwy oleju, niektóre fale świetlne będą się dodawać, a inne odejmować, więc w rezultacie jeden kolor światła będzie tam najsilniejszy.

Kiedy dwie wypolerowane tafle szkła zostaną do siebie dociśnięte, czasami odległość między nimi zmienia się z miejsca na miejsce. Kiedy tak się dzieje, wzór, który się pojawia nazywany jest "pierścieniami Newtona". Kiedy zdjęcia slajdów są umieszczane pomiędzy dwoma cienkimi arkuszami szkła w celu wyświetlenia ich w projektorze slajdów, ten rodzaj wzoru stanowi duży problem. Ten sam problem może pojawić się, gdy dwa szkiełka mikroskopowe zostaną złożone razem.

Słuchawki z redukcją szumów wykorzystują zakłócenia destrukcyjne, aby odciąć hałas z zewnątrz.

·        

Olej na wodzie tworzy wzór interferencyjny w kolorach spektrum.

·        

Pierścienie Newtona

·        

Interferencja powoduje pokaz świetlny na bańce mydlanej.

Pytania z fizyki

Oto schemat tego, co powoduje niektóre rodzaje interferencji światła. Odległość pomiędzy górną częścią szkła a dolną zwiększa się w pobliżu zewnętrznych krawędzi.

Prostsza konfiguracja polegałaby na tym, że dwa płaskie kawałki szkła stykałyby się ze sobą wzdłuż jednej krawędzi, a między ich powierzchniami byłby wąski kąt. Jeśli separacja pomiędzy górną powierzchnią pierwszego kawałka szkła i górną powierzchnią drugiego kawałka szkła jest w pewnym momencie taka, że wiązki światła odbite od każdego z nich są zsynchronizowane lub w fazie, wtedy odbite światło będzie jasne, ale jeśli dwie wiązki są pół cyklu poza fazą, wtedy w tym momencie dwie wiązki znoszą się nawzajem, a odbite światło nie będzie jasne.

Zakrzywiona tafla szkła na tle płaskiej tafli szkłaZoom
Zakrzywiona tafla szkła na tle płaskiej tafli szkła

Dwie płaskie tafle szkła tworzące ze sobą wąski kątZoom
Dwie płaskie tafle szkła tworzące ze sobą wąski kąt

Pytania i odpowiedzi

Q: Czym jest interferencja w fizyce?



O: Interferencja w fizyce jest efektem funkcji falowych.

P: Czy pojedyncza fala może interferować sama ze sobą?



O: Tak, pojedyncza fala może interferować sama ze sobą.

P: Czy dwie fale znajdujące się w tej samej przestrzeni zawsze ze sobą interferują?



O: Tak, dwie fale zawsze interferują, gdy znajdują się w tej samej przestrzeni.

P: Co to jest interferencja dodatnia?



O: Pozytywna interferencja, znana również jako konstruktywna interferencja, występuje, gdy fale dodają swoje efekty.

Q: Jak definiuje się interferencję negatywną?



O: Interferencja negatywna, znana również jako interferencja destruktywna, występuje, gdy jedna fala odejmuje efekty drugiej.

P: Czy może Pan podać przykład pozytywnej interferencji?



O: Tak, jeśli dwie osoby pchałyby samochód w tym samym kierunku, poruszałyby nim lepiej niż każda z nich osobno. To byłaby pozytywna interferencja.

P: Jaki jest przykład negatywnej interferencji?



O: Jeśli dwie osoby o równej sile pchałyby samochód z przeciwnych kierunków, to nie zostałby on poruszony przez żadną z nich. Byłaby to negatywna interferencja.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3