Forskjellen mellom konstruktiv og destruktiv forstyrrelse

Hovedforskjell - Konstruktiv vs. Destruktiv Interferens

Konstruktiv og destruktiv forstyrrelse er fenomener som finner sted når flere bølger møtes. De hovedforskjell mellom konstruktiv og destruktiv forstyrrelse er det Konstruktiv interferens oppstår når forskyvningene av bølgene som møtes er i samme retning, mens destruktive interferens oppstår når forskyvninger av bølgene som møtes er i motsatt retning.

Prinsipp for superposisjon

Konstruktiv og destruktiv interferens oppstår på grunn av superposisjon prinsipp. I følge dette prinsippet, når flere bølger av samme type møtes på et punkt, er den resulterende forskyvningen på det tidspunkt summen av forskyvningene som skyldes hver av hendelsesbølgene.

Når to bølger møtes og oscillasjonene til de to bølgene er i samme stadium, så sier vi at de to bølgene er oscillerende i fase. De faseforskjell mellom to bølger som møtes i fase er et helt jevnt tall flere av pi (0, 2π, 4π, ...). Hvis svingningene er i motsatte stadier i syklusen, så sier vi at bølgene er oscillerende helt ute av fase eller i antiphase. Faseforskjellen mellom to bølger som er i antifase er et helt merkelig tall av pi (π, 3π, 5π, ...).

Hva er konstruktiv interferens

Konstruktiv interferens oppstår når bølger møtes, og har hver sin forskyvning i samme retning. Resultatet er at forskyvningene forsterker hverandre, danner en resulterende bølge med en høyere amplitude enn amplituden til noen av bølgene som kombinerer for å produsere den. Diagrammet nedenfor viser to bølger som møter i fase for å produsere konstruktiv interferens:

Konstruktiv interferens mellom to bølger i samme fase (vist i rød og grønn. Den resulterende bølgen vises i blått).

Hva er ødeleggende forstyrrelser

Når bølgene som kombinerer har sine forskyvninger i motsatt retning, har den resulterende bølgen en lavere amplitude. I slike tilfeller er forstyrrelsen ødeleggende. I diagrammet nedenfor er hendelsesbølgene (vist i rød og blå) som er i motfase sammen med hverandre, for å danne den blå resulterende bølgen. Hvis amplitudene til hendelsesbølgene var de samme, ville de to helt avbryte hverandre ut, og det ville ikke være noen resulterende bølge (det vil si at den resulterende bølgen vil ha "null amplitude").

Destruktive forstyrrelser: to hendelsesbølger (rød og grønn) som er i antiphase med hverandre møtes, produserer den blå resulterende bølgen.

Støyreduserende hodetelefoner være avhengig av ødeleggende forstyrrelser: Når en "støyende" lydbølge oppdages, avgir hodetelefonene en bølge i antiphase med støyen. De to bølgene forstyrrer destruktivt, effektivt "avbryter" støyen. Antireflekterende belegg i briller fungerer på samme måte. Belegget på glasset reflekterer lyset fra blinken tilbake mot glasset, slik at når blendingen møter den "reflekterte blinken", forstyrrer de destruktivt, avbryter blendingen.

Normalt glass (til venstre) sammenlignet med glass med antireflekterende belegg (høyre). Det anti-reflekterende belegget gjør bruk av ødeleggende forstyrrelser av lysbølger for å avbryte blendingen.

Forstyrrelsesmønstre

Når bølger fra forskjellige kilder møtes, avhenger forstyrrelsen ved hvert punkt utover kildene av faseforskjellen på hvert av disse punktene. På grunn av forskjellen i avstandene som bølgene trenger å reise gjennom for å komme til et bestemt sted, vil forstyrrelsen være konstruktiv på enkelte steder og destruktiv i andre. Diagrammet nedenfor viser hvordan to bølger dannet av to sprut i vann forstyrrer. De grønne og røde kretsene viser bølgefronter: det vil si at de viser posisjonene til bølgenees kranser.

Interferensmønster dannet av to sprut i vann.

Når to kamper møtes (når en rød linje krysser en grønn linje), oppstår konstruktiv interferens og en større krans dannes. Dette er vist i hvitt i diagrammet ovenfor. Noen av disse stedene er merket med "C" s. Der to troughs møtes, er forstyrrelsen igjen konstruktiv. Her danner dypere troughs. Disse stedene vises i svart, og noen av disse stedene er merket med "T" s. Når kamper og trough møtes, er forstyrrelsen ødeleggende. Disse stedene danner "uskarpe" regioner på vannet. Noen av disse områdene er vist med en blå linje.

Forskjellen mellom konstruktiv og destruktiv forstyrrelse

Forflytning av hendelsesbølger

Når konstruktiv interferens forekommer, har hendelsesbølgene forskyvninger i samme retning.

Når ødeleggende forstyrrelser forekommer, har hendelsesbølgene forskyvninger i motsatt retning.

Amplitude av resulterende bølger

Når konstruktiv interferens skjer, amplituden til den resulterende bølgen er større enn amplituder av hendelsesbølgene. Derfor er intensiteten til de resulterende bølgene større enn intensiteten av hendelsesbølger.

Når ødeleggende forstyrrelser forekommer, er amplituden til den resulterende bølgen mindre enn amplitudene til hendelsesbølgene. Derfor er intensiteten til de resulterende bølgene mindre enn intensiteten av hendelsesbølger.

Bilde Courtesy:

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

"Dette bildet viser et antireleksjonsbelagt vindu ..." av Zaereth (eget arbeid) [CC0 1.0], via Wikimedia Commons