Πώς λειτουργούν οι παρεμβολές στα κύματα;
Όταν δύο κύματα ίσου πλάτους και συχνότητας συναντιούνται σε φάση, ενισχύουν ο ένας τον άλλον, δημιουργώντας ένα κύμα με το διπλάσιο του εύρους. Αυτό είναι γνωστό ως εποικοδομητική παρεμβολή. Όταν δύο κύματα ίσου πλάτους και συχνότητας συναντιούνται στην αντιφασική, ακυρώνουν ο ένας τον άλλον έξω, δημιουργώντας ένα κύμα με μηδενικό εύρος. Αυτό είναι γνωστό ως καταστροφική παρέμβαση.
Μεταξύ αυτών των δύο άκρων, υπάρχουν διάφορα άλλα πρότυπα παρεμβολής που μπορεί να συμβούν, ανάλογα με τα σχετικά πλάτη, τις συχνότητες και τις φάσεις των κυμάτων. Αυτά τα μοτίβα μπορεί να είναι πολύ περίπλοκα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να δημιουργήσουν μια ποικιλία από ενδιαφέροντα αποτελέσματα, όπως τα ουράνια τόξα, τα ολογράμματα και το φως λέιζερ.
Η παρεμβολή των κυμάτων είναι μια θεμελιώδη αρχή της φυσικής των κυμάτων. Έχει εφαρμογές σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένης της οπτικής, της ακουστικής και των τηλεπικοινωνιών.
Εδώ είναι μια πιο λεπτομερής εξήγηση για το πώς λειτουργεί η παρεμβολή κύματος:
1. Όταν συναντιούνται δύο κύματα, αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και δημιουργούν ένα νέο πρότυπο κύματος. Το προκύπτον πρότυπο κύματος εξαρτάται από τα πλάτη, τις συχνότητες και τις φάσεις των μεμονωμένων κυμάτων.
2. Το εύρος του κύματος που προκύπτει είναι το άθροισμα των πλάτη των μεμονωμένων κυμάτων. Εάν τα κύματα βρίσκονται σε φάση, τα πλάτη θα προστεθούν μαζί για να δημιουργήσουν ένα μεγαλύτερο κύμα. Εάν τα κύματα βρίσκονται σε αντιφάλαια, τα πλάτη θα ακυρώσουν ο ένας τον άλλον για να δημιουργήσουν ένα μικρότερο κύμα.
3. Η συχνότητα του προκύπτοντος κύματος είναι η ίδια με τις συχνότητες των μεμονωμένων κυμάτων.
4. Η φάση του προκύπτοντος κύματος είναι ο μέσος όρος των φάσεων των μεμονωμένων κυμάτων. Εάν τα κύματα βρίσκονται σε φάση, η φάση του προκύπτοντος κύματος θα είναι η ίδια με τη φάση των μεμονωμένων κυμάτων. Εάν τα κύματα βρίσκονται σε αντιφάλαια, η φάση του κύματος που προκύπτει θα είναι απέναντι από τη φάση των μεμονωμένων κυμάτων.
Το ακόλουθο διάγραμμα απεικονίζει την παρεμβολή δύο κυμάτων. Τα κύματα εμφανίζονται με μπλε και πράσινα. Το κύμα που προκύπτει παρουσιάζεται με κόκκινο χρώμα.
[Εικόνα δύο κυμάτων που παρεμβαίνουν. Το μπλε κύμα και το πράσινο κύμα εμφανίζονται σε συνάντηση σε φάση. Το προκύπτον κύμα, που φαίνεται με κόκκινο χρώμα, είναι διπλάσιο από τα μεμονωμένα κύματα.]
Όπως μπορείτε να δείτε, το κύμα που προκύπτει είναι ένας συνδυασμός των δύο μεμονωμένων κυμάτων. Το πλάτος του προκύπτοντος κύματος είναι μεγαλύτερο από τα πλάτη των μεμονωμένων κυμάτων και η φάση του προκύπτοντος κύματος είναι η ίδια με τη φάση των μεμονωμένων κυμάτων.
Η παρεμβολή των κυμάτων είναι μια θεμελιώδη αρχή της φυσικής των κυμάτων. Έχει εφαρμογές σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένης της οπτικής, της ακουστικής και των τηλεπικοινωνιών.
