Hovedforskel - konstruktiv vs. destruktiv interferens

Konstruktiv og destruktiv interferens er fænomener, der finder sted, når flere bølger mødes. Det hovedforskel mellem konstruktiv og destruktiv interferens er det konstruktiv interferens opstår, når forskydningerne af de bølger, der mødes, er i samme retning, hvorimod destruktiv interferens opstår, når forskydninger af de bølger, der mødes, er i modsatte retninger.

Superpositionsprincip

Konstruktiv og destruktiv interferens opstår på grund af princippet om superposition. Ifølge dette princip, når flere bølger af samme type mødes på et punkt, er den resulterende forskydning på dette tidspunkt summen af ​​forskydningerne på grund af hver af de indfaldende bølger.

Når to bølger mødes, og oscillationerne af de to bølger er i samme fase, så siger vi, at de to bølger svinger i fase. Det fase forskel mellem to bølger, der møder i fase, er et helt lige tal af pi (0, 2π, 4π,…). Hvis svingningerne er på de modsatte stadier i cyklussen, så siger vi, at bølgerne svinger helt ude af fase eller i antifase. Faseforskellen mellem to bølger, der er i antifase, er et helt ulige tal multiplum af pi (π, 3π, 5π,…).

Hvad er konstruktiv interferens

Konstruktiv interferens opstår, når bølger mødes med hver deres forskydning i samme retning. Resultatet er, at forskydningerne forstærker hinanden og danner en resulterende bølge med en højere amplitude end amplituden for nogen af ​​de bølger, der kombineres for at producere den. Diagrammet herunder viser to bølger, der mødes i fase for at producere konstruktiv interferens:

Konstruktiv interferens mellem to bølger i samme fase (vist med rødt og grønt. Den resulterende bølge er vist med blåt).

Hvad er destruktiv interferens

Når de bølger, der kombinerer, har deres forskydninger i modsatte retninger, har den resulterende bølge, der produceres, en lavere amplitude. I disse tilfælde er interferensen destruktiv. I diagrammet herunder viser de indfaldende bølger (vist med rødt og blåt), som er i antifase kombineres med hinanden for at danne den blå resulterende bølge. Hvis amplituden for de indfaldende bølger havde været de samme, ville de to fuldstændigt annullere hinanden, og der ville ikke være nogen resulterende bølge (dvs. den resulterende bølge vil have "nul amplitude").

Destruktiv interferens: to hændelsesbølger (rød og grøn), der befinder sig i en antifase, når hinanden mødes, hvilket producerer den blå resulterende bølge.

Støjreducerende hovedtelefoner stole på destruktiv interferens: Når der registreres en "støjende" lydbølge, udsender hovedtelefonerne en bølge i antifase med støjen. De to bølger forstyrrer destruktivt og "annullerer" effektivt støj. Antireflekterende belægninger i briller fungerer på samme måde. Belægningen påført glasset reflekterer lys fra blændingen tilbage mod glasset, så når blændingen møder den "reflekterede blænding", forstyrrer de destruktivt og annullerer blændingen.

Normalt glas (venstre) sammenlignet med glas med antireflekterende belægning (højre). Den antireflekterende belægning gør brug af destruktiv interferens af lysbølger for at fjerne blændingen.

Interferensmønstre

Når bølger fra forskellige kilder mødes, afhænger interferensen på hvert punkt ud over kilderne af faseforskellen på hvert af disse punkter. På grund af forskellen i de afstande, som bølgerne skal rejse igennem for at komme til et bestemt sted, vil interferensen være konstruktiv nogle steder og destruktiv andre steder. Diagrammet herunder viser, hvordan to bølger dannet af to stænk i vand forstyrrer. De grønne og røde cirkler viser bølgefronter: dvs de viser positionerne på bølgernes kam.

Interferensmønstre dannet af to stænk i vand.

Når to kamme mødes (når en rød linje krydser en grøn linje), opstår der konstruktiv interferens, og der dannes en større kam. Dette er vist med hvidt i ovenstående diagram. Nogle af disse steder er markeret med "C". Hvor to trug mødes, er interferensen igen konstruktiv. Her dannes dybere trug. Disse steder er vist med sort, og nogle af disse steder er markeret med "T". Når kamme og trug mødes, er interferensen destruktiv. Disse steder danner "slørede" områder på vandet. Nogle af disse områder er vist med en blå linje.

Forskellen mellem konstruktiv og destruktiv interferens

Forskydning af hændelsesbølger

Hvornår konstruktiv interferens sker, har de indfaldende bølger forskydninger i samme retning.

Hvornår destruktiv interferens forekommer, har de indfaldende bølger forskydninger i de modsatte retninger.

Amplitude af resulterende bølger

Hvornår konstruktiv interferens forekommer, er amplituden af ​​den resulterende bølge større end amplituden for de indfaldende bølger. Derfor er intensiteten af ​​de resulterende bølger større end intensiteten af ​​indfaldende bølger.

Hvornår destruktiv interferens forekommer, er amplituden af ​​den resulterende bølge mindre end amplituderne for de indfaldende bølger. Derfor er intensiteten af ​​de resulterende bølger mindre end intensiteten af ​​indfaldende bølger.

Billede høflighed:

"Simuliertes Interferenzbild zweier punktförmiger Quellen mit gleicher Wellenlänge…" af Dr. Schorsch (eget arbejde) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Dette foto viser et antirelektionsbelagt vindue…" af Zaereth (eget arbejde) [CC0 1.0], via Wikimedia Commons