Интерференция (физика)

Във физиката интерференцията е ефект на вълновите функции. Една вълна може да интерферира сама със себе си, но това все пак е добавяне на две вълни (вж. експеримента с процепите на Юнг). Две вълни винаги интерферират, дори ако резултатът от добавянето е сложен или не е забележителен.

Нещо, което се случва, когато две или повече вълни се намират в едно и също пространство. Понякога върхът на една вълна се съединява с върха на друга вълна, така че полученият връх е два пъти по-висок. Понякога върхът на една вълна попада в коритото на друга вълна и тогава повърхността е плоска. Когато вълните добавят своите ефекти, това се нарича положителна интерференция или конструктивна интерференция. Когато една вълна отнема от ефекта на другата, това се нарича отрицателна интерференция или деструктивна интерференция.

Ако двама души натискат автомобил в една и съща посока, те ще придвижат автомобила по-добре, отколкото всеки от тях сам. Това е положителна интерференция. Ако двама души с еднаква сила бутнат колата от противоположни посоки, тя няма да бъде преместена от нито един от тях. Това би било отрицателна намеса.

Когато два камъка се ударят едновременно в езеро, техните вълни се интерферират взаимно.Zoom
Когато два камъка се ударят едновременно в езеро, техните вълни се интерферират взаимно.

Конструктивна намеса

Конструктивна интерференция се получава, когато две или повече вълни се намират в едно и също пространство и са във фаза. Когато това се случи, амплитудите на вълните се сумират и общата сума е по-голяма от амплитудата на всяка от вълните сама по себе си. Това кара вълните да изглеждат по-интензивни.

В момент = 0 една от върховете на вълните се движи отляво, а друга вълна се движи отдясно.
В момент = 1 двата върха на вълната се срещат по средата.
В момент = 2 всяка от двете вълни продължава да се движи напред и се появява отново на първоначалните си височини.

Разрушителна намеса : Когато горната част на една вълна се срещне с долната част на друга вълна по средата, водата остава равна.Zoom
Разрушителна намеса : Когато горната част на една вълна се срещне с долната част на друга вълна по средата, водата остава равна.

Конструктивна намеса : Когато върховете на две вълни се срещнат по средата, се получава по-висока вълна.Zoom
Конструктивна намеса : Когато върховете на две вълни се срещнат по средата, се получава по-висока вълна.

Разрушителна намеса

Деструктивна интерференция се получава, когато две или повече вълни се намират на едно и също място и не са във фаза. Когато това се случи, амплитудите на вълните се сумират и общата сума е по-малка от амплитудата на всяка от вълните сама по себе си. Това кара вълните да изглеждат по-малко интензивни.

В момент = 0 отляво се движи връх на вълна, а отдясно - дъно на вълна.
В момент = 1 двете вълни се срещат по средата. Гребенът (върхът) запълва вдлъбнатината.
В момент = 2 двете вълни са се придвижили в първоначалната си посока и всяка от тях се появява отново.

Примери за смущения

След дъжд често могат да се видят шарки, когато малко масло плува в локвите. Цветовете са в следния ред: червено, оранжево, жълто, зелено, синьо и виолетово. Всеки от тези цветове на светлината има своя собствена дължина на вълната, а различните части на маслото имат различна дебелина. Част от светлината от слънцето се отразява от горната повърхност, с други думи, тя се отразява от маслото. Част от слънчевата светлина се отразява от горната част на водата. Светлинните вълни от повърхността на маслото и светлината от повърхността на водата се срещат обратно във въздуха и се интерферират. При всяка дебелина на масления слой някои от светлинните вълни се добавят, а други се изваждат, така че резултатът е, че един цвят светлина ще бъде най-силен там.

Когато два силно полирани стъклени листа са притиснати един към друг, понякога разстоянието между двете части се променя от място на място. Когато това се случи, моделът, който се появява, се нарича "пръстени на Нютон". Когато снимките на диапозитиви се поставят между два тънки листа стъкло, за да се покажат на диапроектор, този вид рисунка е голям проблем. Същият проблем може да се появи, когато две микроскопски стъкла се поставят заедно.

Слушалките с шумопотискане използват деструктивни смущения, за да изключат външния шум.

·        

Маслото върху водата създава интерферентна картина в цветовете на спектъра

·        

Пръстени на Нютон

·        

Интерференцията предизвиква светлинно шоу върху сапунен мехур.

Въпроси по физика

Ето една схема на нещата, които предизвикват някои видове светлинни смущения. Разстоянието между горното и долното парче стъкло се увеличава близо до външните ръбове.

По-проста конфигурация би била да има две плоски парчета стъкло, които се допират по единия си ръб, и тесен ъгъл между двете им страни. Ако разстоянието между горната повърхност на първото парче стъкло и горната повърхност на второто парче стъкло е такова, че светлинните лъчи, отразени от всяко от тях, са синхронизирани или във фаза, тогава отразената светлина ще бъде ярка, но ако двата лъча са с половин цикъл извън фаза, тогава в този момент двата лъча ще се обезсилят взаимно и отразената светлина няма да бъде ярка.

Извито парче стъкло върху плоско парче стъклоZoom
Извито парче стъкло върху плоско парче стъкло

Две плоски парчета стъкло, които образуват тесен ъгъл помежду сиZoom
Две плоски парчета стъкло, които образуват тесен ъгъл помежду си

Въпроси и отговори

В: Какво представлява интерференцията във физиката?



О: Интерференцията във физиката е ефектът на вълновите функции.

В: Може ли една вълна да интерферира сама със себе си?



О: Да, една вълна може да интерферира сама със себе си.

В: Когато две вълни се намират в едно и също пространство, винаги ли интерферират?



О: Да, две вълни винаги интерферират, когато се намират в едно и също пространство.

В: Какво е положителна интерференция?



О: Положителната интерференция, известна още като конструктивна интерференция, възниква, когато вълните добавят своите ефекти.

В: Как се определя отрицателната интерференция?



О: Отрицателната интерференция, известна още като деструктивна интерференция, възниква, когато едната вълна отнема от ефектите на другата.

В: Можете ли да дадете пример за положителна интерференция?



О: Да, ако двама души бутат кола в една и съща посока, те ще придвижат колата по-добре, отколкото всеки от тях сам. Това е положителна интерференция.

В: Какъв е примерът за отрицателна намеса?



О: Ако двама души с еднаква сила бутат колата от противоположни посоки, то тя няма да бъде преместена от нито един от тях. Това би било отрицателна намеса.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3