Εάν δύο ημιτονοειδή κύματα ίσης συχνότητας και εύρους είναι επικαλυμμένα, ποιο είναι το προκύπτον κύμα, τι θα συμβεί σε ένα σωματίδιο;

Ακολουθεί μια κατανομή του τι συμβαίνει όταν υπερβείτε δύο ημιτονοειδή κύματα ίσης συχνότητας και πλάτους:

Το προκύπτον κύμα

Όταν επικαλύπτετε δύο ημιτονοειδή κύματα ίσης συχνότητας και πλάτους, το προκύπτον κύμα είναι επίσης ένα ημιτονοειδές κύμα. Ωστόσο, το πλάτος και η φάση του κύματος που προκύπτει εξαρτάται από τη διαφορά φάσης μεταξύ των αρχικών κυμάτων:

* στη φάση: Εάν τα δύο κύματα βρίσκονται σε φάση (οι κορυφές και οι κοιλότητες τους ευθυγραμμίζονται), το προκύπτον κύμα θα έχει ένα εύρος που είναι διπλάσιο από το πλάτος κάθε μεμονωμένου κύματος.

* εκτός φάσης: Εάν τα δύο κύματα είναι εκτός φάσης (η κορυφή ενός κύματος ευθυγραμμίζεται με το κατώφλι του άλλου), το προκύπτον κύμα θα έχει ένα εύρος μηδέν. Αυτό σημαίνει ότι τα κύματα ακυρώνονται εντελώς.

* Διαφορά ενδιάμεσης φάσης: Για οποιαδήποτε διαφορά φάσης μεταξύ της φάσης και της εκτός φάσης, το προκύπτον κύμα θα έχει ένα εύρος κάπου μεταξύ μηδέν και διπλάσιο του αρχικού εύρους. Το ακριβές εύρος θα εξαρτηθεί από τη συγκεκριμένη διαφορά φάσης.

Τι συμβαίνει σε ένα σωματίδιο

Ένα σωματίδιο που υποβλήθηκε στο προκύπτον κύμα θα ταλαντεύεται με συχνότητα ίση με τη συχνότητα των αρχικών κυμάτων. Ωστόσο, το εύρος της ταλάντωσης του σωματιδίου θα εξαρτηθεί από τη διαφορά φάσης μεταξύ των αρχικών κυμάτων:

* στη φάση: Το σωματίδιο θα ταλαντεύεται με ένα πλάτος δύο φορές αυτό κάθε μεμονωμένου κύματος.

* εκτός φάσης: Το σωματίδιο δεν θα ταλαντεύεται καθόλου.

* Διαφορά ενδιάμεσης φάσης: Το σωματίδιο θα ταλαντεύεται με ένα εύρος κάπου μεταξύ μηδέν και διπλάσιο του αρχικού εύρους, ανάλογα με τη διαφορά φάσης.

Βασικές έννοιες

* υπέρθεση: Όταν τα κύματα συναντιούνται, τα πλάτη τους προσθέτουν μαζί.

* Διαφορά φάσης: Η διαφορά στη θέση εκκίνησης (φάση) δύο κυμάτων.

* πλάτος: Η μέγιστη μετατόπιση ενός κύματος από τη θέση ισορροπίας του.

Οπτικοποίηση του αποτελέσματος

Μπορείτε να απεικονίσετε αυτό το φαινόμενο, φαντάζοντας δύο σχοινιά δεμένα μαζί στο ένα άκρο. Εάν κουνάτε και τα δύο σχοινιά με την ίδια συχνότητα και πλάτος, τα κύματα θα ταξιδεύουν κάτω από τα σχοινιά και θα συνδυάσουν. Το προκύπτον κύμα θα εξαρτηθεί από το πώς τα σχοινιά κλονίζονται σε σχέση μεταξύ τους.

Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θα θέλατε να επεξεργαστώ σε οποιαδήποτε συγκεκριμένη πτυχή ή να δώσω μια πιο λεπτομερή μαθηματική εξήγηση!