Интерференция (физика)

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Интерференция на вълните в басейн.

Във физиката интерференцията е феномен, при който две или повече вълни се наслагват, за да образуват резултатна вълна с по-висока или по-ниска амплитуда. Интерференция обикновено се отнася до взаимодействието на вълни, които са взаимно свързани или кохерентни помежду си или защото идват от един и същ източник, или защото имат еднаква или почти еднаква честота. Интерференция може да се наблюдава при всички видове вълни, например светлинни, радио, звукови, морски или вълни на материята.

При интерференцията се образува така наречената интерферечна картина. Тя е устойчива във времето, при определени условия (само ако вълните се създават от източник/ници, който/които не спира/т да трепти/трептят по един и същ начин) и представлява редуване на интерференчни максимуми и интерференчни минимуми.

Механизъм[редактиране | edit source]

Интерференция на вълни от два източника.

Принципът на суперпозицията твърди, че когато две или повече разпространяващи се вълни от един и същи тип се намират в една и същата точка, общото изместване в тази точка е равно на сумата от изместванията на отделните вълни. Ако един гребен от една вълна се срещне с друг гребен от друга вълна с една и съща честота и в една и съща точка, то степента на изместване е равна на сумата на отделните величини на вълните – това се нарича конструктивна (усилваща) интерференция. Ако един гребен се срещне с един дол от друга вълна, тогава величината на изместване ще е равна на разликата на индивидуалните величини – това е деструктивна (намаляща) интерференция или гасене.


Резултантна вълна
Interference of two waves.svg

Вълна 1
Вълна 2

Усилваща интерференция
Намаляща интерференция

Усилващата интерференция се наблюдава, когато фазовата разлика между вълните е кратна на 2π, а намаляща - когато разликата между вълните е нечетно кратно на π, 3π, 5π... и т.н. Ако разликата между фазите е междинна на тези две крайности, то тогава величината на изместване на сумираните вълни е между максималната и минималната стойност.

Какво се случва, когато два еднакви камъка се пуснат в леген с вода на различни места. Всеки камък генерира кръгова вълна, която се разпространява навън от точката, където е пуснат камъкът. Когато двете вълни се припокрият, нетното изместване в определена точка е сумата от изместванията на отделните вълни. В някои случаи те ще са във фаза и ще произведат максимално изместване, в други вълните ще са в анти-фаза и няма да има никакви нетни измествания в тези точки. Следователно части от повърхността ще са стационарни.

Между две плоски вълни[редактиране | edit source]

По-проста форма на интерференция се наблюдава, когато две плоски вълни с еднаква честота се пресичат под ъгъл. Интерференцията по същество е процес на преразпределение на енергията. Енергията, която се губи при намаляща интерференция се възвръща в усилващата се интерференция. Една вълна се движи хоризонтално, а друга - вертикално под ъгъл θ спрямо първата вълна.Приемаме, че двете вълни са във фаза на точка B, а след това се променят по абсцисната ос x. Тогава фазовата разлика в точка А е дадена от:

 \Delta \varphi = \frac {2 \pi d} {\lambda} = \frac {2 \pi x \sin \theta} {\lambda}
Вижда се, че двете вълни са във фаза, когато
 \frac {x \sin \theta} {\lambda} = 0, \pm 1, \pm 2, ...,

и са на половин период извън фазата, когато

 \frac {x \sin \theta} {\lambda} = \pm \frac {1}{2}, \pm \frac {3}{2}, ...

Усилващата интерференция се получава, когато вълните са във фаза, а намалящата интерференция, когато са на половин период извън фазата. Следователно:

 d_f = \frac {\lambda} {\sin \theta}

Между две сферични вълни[редактиране | edit source]

Оптическа интерференция[редактиране | edit source]

Оптическата интерференция е вълново явление на взаимно усилване или отслабване (до пълното им погасяване) на две светлинни вълни с еднаква честота (дължина на вълната) и е едно от проявленията на вълновата природа на светлината. Интерференция възниква, когато два кохерентни източника на светлина, т. е. изпускащи напълно хомогенни светлинни лъчи с постоянна фазова разлика са разположени близо един до друг. Такива източници могат да бъдат например две огледални изображения на един и същ светлинен източник. Ако източниците са два, разликата в оптичния ход на двете вълни в точката на наслагване трябва да бъде по-малка от дължината на кохерентност на всеки от двата източника, иначе техните лъчи няма да интерферират.

Приложение[редактиране | edit source]

Върху оптическия елемент се нанася тънък слой с по-малък показател на пречупване. Дебелината му е такава, че да е изпълнено условието за интерференчен минимум. В този случай се говори за просветлена оптика. 

Вижте също[редактиране | edit source]