Interferencia (vlny)
Vo fyzike je interferencia efektom vlnových funkcií. Jedna vlna môže interferovať sama so sebou, ale stále ide o sčítanie dvoch vĺn (pozri Youngov štrbinový experiment). Dve vlny interferujú vždy, aj keď výsledok sčítania je komplikovaný alebo nie je pozoruhodný.
Niečo, čo sa deje, keď sa dve alebo viac vĺn nachádza v tom istom priestore. Niekedy sa vrchol jednej vlny spojí s vrcholom inej vlny, takže výsledný vrchol je dvakrát vyšší. Niekedy sa vrchol jednej vlny dostane do koryta inej vlny a povrch je potom plochý. Keď vlny sčítajú svoje účinky, nazýva sa to pozitívna interferencia alebo konštruktívna interferencia. Keď jedna vlna odčíta účinky druhej, nazýva sa to negatívna interferencia alebo deštruktívna interferencia.
Ak by dvaja ľudia tlačili na auto rovnakým smerom, pohli by s ním lepšie ako jeden z nich. To by bola pozitívna interferencia. Ak by dvaja ľudia s rovnakou silou tlačili auto z opačných smerov, potom by ho nepohyboval ani jeden z nich. To by bola negatívna interferencia.
Keď dva kamene narazia do rybníka v rovnakom čase, ich vlny sa navzájom rušia
Konštruktívna interferencia
Konštruktívna interferencia nastáva vtedy, keď sa dve alebo viac vĺn nachádzajú v rovnakom priestore a vo fáze. V takom prípade sa amplitúdy vĺn sčítajú a ich súčet je väčší ako amplitúda ktorejkoľvek z vĺn samostatne. To spôsobuje, že vlny sa zdajú byť intenzívnejšie.
V čase = 0 sa vrchol jednej vlny pohybuje zľava a druhá vlna sprava.
V čase = 1 sa oba vrcholy vlny stretnú uprostred.
V čase = 2 pokračujú obe vlny v pohybe vpred a opäť sa objavia vo svojich pôvodných výškach.
Ničivé zásahy : Keď sa vrchol jednej vlny stretne s dnom inej vlny uprostred, voda zostane rovná.
Konštruktívne zasahovanie : Keď sa vrcholy dvoch vĺn stretnú uprostred, vznikne vyššia vlna.
Ničivé rušenie
K deštruktívnej interferencii dochádza vtedy, keď sa dve alebo viac vĺn nachádzajú na rovnakom mieste a nie sú vo fáze. V takom prípade sa amplitúdy vĺn sčítajú a ich súčet je menší ako amplitúda ktorejkoľvek z vĺn samostatne. To spôsobuje, že vlny sa javia ako menej intenzívne.
V čase = 0 sa zľava pohybuje vrchol vlny a sprava sa pohybuje koryto vlny.
V čase = 1 sa tieto dve vlny stretli uprostred. Hrebeň (vrchol) vyplní koryto.
V čase = 2 sa obe vlny posunuli vo svojom pôvodnom smere a každá z nich sa znovu objaví.
Príklady rušenia
Po daždi sa často dajú pozorovať obrazce, keď na kalužiach pláva trochu oleja. Farby budú v poradí: červená, oranžová, žltá, zelená, modrá a fialová. Každá z týchto farieb svetla má svoju vlnovú dĺžku a rôzne časti oleja majú rôznu hrúbku. Časť slnečného svetla sa odráža od horného povrchu, inými slovami, odráža sa od oleja. Časť slnečného svetla sa odráža od vrchnej časti vody. Svetelné vlny z povrchu oleja a svetlo z povrchu vody sa stretávajú späť vo vzduchu a interferujú. Pri akejkoľvek hrúbke olejovej vrstvy sa niektoré svetelné vlny sčítajú a niektoré odčítajú, takže výsledkom je, že jedna farba svetla tam bude najsilnejšia.
Keď sú dve vysoko leštené tabule skla pritlačené k sebe, vzdialenosť medzi nimi sa niekedy mení od miesta k miestu. Keď sa to stane, vznikne vzor, ktorý sa nazýva "Newtonove kruhy". Keď sa fotografie na diapozitívoch vkladajú medzi dve tenké tabule skla na premietanie v diaprojektore, tento druh vzoru predstavuje veľký problém. Rovnaký problém sa môže objaviť, keď sa dve sklíčka mikroskopu priložia k sebe.
Slúchadlá s potlačením hluku používajú deštruktívne rušenie na odstránenie hluku zvonku.
·
Olej na vode vytvára interferenčný vzor vo farbách spektra
·
Newtonove kruhy
·
Interferencia vytvára svetelnú šou na mydlovej bubline.
Otázky z fyziky
Tu je schéma veci, ktorá vytvára niektoré druhy interferencie svetla. Vzdialenosť medzi horným a dolným kusom skla sa zväčšuje v blízkosti vonkajších okrajov.
Jednoduchšie nastavenie by bolo mať dva ploché kusy skla v kontakte pozdĺž jednej hrany a úzky uhol medzi ich dvoma plochami. Ak je vzdialenosť medzi horným povrchom prvého kusu skla a horným povrchom druhého kusu skla v určitom bode taká, že svetelné lúče odrazené od každého z nich sú synchronizované alebo vo fáze, potom bude odrazené svetlo jasné, ale ak sú oba lúče o pol cyklu mimo fázy, potom sa v tomto bode oba lúče navzájom vyrušia a odrazené svetlo nebude jasné.
Zakrivený kus skla nad plochým kusom skla
Dva ploché kusy skla, ktoré navzájom zvierajú úzky uhol
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je vo fyzike interferencia?
Odpoveď: Interferencia vo fyzike je efekt vlnových funkcií.
Otázka: Môže jedna vlna interferovať sama so sebou?
Odpoveď: Áno, jedna vlna môže interferovať sama so sebou.
Otázka: Keď sa dve vlny nachádzajú v tom istom priestore, interferujú vždy?
Odpoveď: Áno, dve vlny vždy interferujú, keď sú v tom istom priestore.
Otázka: Čo je to pozitívna interferencia?
Odpoveď: Pozitívna interferencia, známa aj ako konštruktívna interferencia, nastáva vtedy, keď vlny sčítajú svoje účinky.
Otázka: Ako je definovaná negatívna interferencia?
Odpoveď: Záporná interferencia, známa aj ako deštruktívna interferencia, nastáva, keď jedna vlna odčíta účinky druhej vlny.
Otázka: Môžete uviesť príklad pozitívnej interferencie?
Odpoveď: Áno, ak by dvaja ľudia tlačili na auto rovnakým smerom, pohli by autom lepšie ako jeden z nich sám. To by bola pozitívna interferencia.
Otázka: Aký je príklad negatívnej interferencie?
Odpoveď: Ak by dvaja ľudia s rovnakou silou tlačili auto z opačných smerov, potom by s ním nepohol ani jeden z nich. To by bola negatívna interferencia.