V tomto tématu budeme diskutovat o různých typech interference světla, která je pozorována v přírodě, a podrobně probereme každý typ interference s podrobnými fakty.
Na základě toho, jak světelné paprsky interferují s každým, můžeme klasifikovat interferenci světla takto: -
Konstruktivní interference
Když dvě různé vlny interferují takovým způsobem, že hřeben jedné cesty je superponován na hřeben druhé vlny, nazývá se to konstruktivní interference.
Níže uvedený obrázek ukazuje, jak se dvě vlny překrývají a vytvářejí konstruktivní interferenční obrazec
Nejjasnější proužky se tvoří kvůli konstruktivní interferenci. Výsledná vlna odvozuje amplitudu, která je výslednými amplitudami dvou superponovaných vln. Protože se oba vrcholy vlny vzájemně překrývají, je výsledná amplituda větší než obě vlny.
Hřeben jedné vlny padá přesně na hřeben jiné vlny, takže fázový rozdíl je nulový, a proto se říká, že je ve fázi. Také posun vln v pevném časovém období je stejný. Proto jsou na obrazovce získány jasné proužky v důsledku překrývání vln mezi hřebeny.
Přečtěte si více o 5+ Příklady konstruktivních interferencí: Podrobná fakta.
Destruktivní interference
Pokud je hřeben jedné vlny uložen na koryto druhé vlny, když jsou dvě vlny na sebe superponovány, pak se interference dvou vln nazývá destruktivní interference.
Níže uvedený obrázek objasňuje, jak se dvě vlny překrývají a vytvářejí konstruktivní interferenční obrazec
Hřeben vlny 1 se překrývá s korytem druhé vlny. Fázový rozdíl obou vln je tedy 180 stupňů, a proto se říká, že vlny jsou mimo fázi. Posun vlny není v daném časovém intervalu ojedinělý.
Vlny, které se ruší, mizí společně, dávají nulovou amplitudu a žádnou intenzitu. Protože není dána žádná intenzita světla, tmavé proužky vznikají v důsledku destruktivní interference.
Přečtěte si více o 3+ Destruktivní interference světla Příklad: Podrobná fakta.
Částečné rušení
Když jsou dvě vlny stejné vlnové délky a frekvence superponovány takovým způsobem, že se hřeben a dno vlny navzájem nepřekrývají. Toto je součet jak konstruktivního, tak destruktivního rušení.
Dvě vlny, které na sebe narážejí, jsou znázorněny na níže uvedených diagramech.
Vlny jsou částečně vynucené, proto se nazývají částečně rušené. Pokud dvě zvukové vlny vykazují částečnou interferenci, pak bude výsledná zvuková vlna často částečně utlumená.
Částečná interference je dvou typů, částečná konstruktivní interference a částečná destruktivní interference. K částečné konstruktivní interferenci dochází, když hřeben dvou vln není přesně překryt na sobě nebo fáze každé vlny není stejná. A pokud hřeben jedné vlny přesně nepřekrývá koryto druhé vlny, nazývá se to částečná destruktivní interference.
Přečtěte si více o Konstruktivní rušení vs destruktivní rušení: Podrobná fakta.
Interference tenkého filmu
Když se paprsek světla odráží od dvou povrchů velmi tenké vrstvy pevné látky nebo kapaliny, odražené světelné paprsky od horního a spodního povrchu interferují a vytvářejí barevné vzory světla.
Kredit: Pixabay
Při tomto typu rušení se část světla odráží a část světla se propouští. Příklady interferencí tenkých vrstev jsou světlo odražené od mýdlových bublin, odrazem světla z bazénu, tenký film oleje na vodě, tenká vrstva kapaliny na silnici atd.
Co je rušení?
Dva nebo více paprsků světla, které se navzájem pronikají, se nazývá interference světla.
Dvě vlny se superponují, aby vytvořily výslednou vlnu se stejnou amplitudou nebo buď zvýšily nebo snížily amplitudu vznikající vlny.
Interference světla dává tmavé proužky, které se nazývají minima, kde je intenzita světla nulová, a světlé proužky nazývané maxima, kde je intenzita světelných paprsků maximální.
Přečtěte si více o 7+ Příklady rušení světla: Podrobná fakta.
Jak se liší interference od difrakce?
Interference je překrývání dvou nebo více vln, zatímco difrakce je ohyb světelných vln.
Proužky vytvořené v důsledku interference světla jsou rovnoměrně rozmístěny a nejsou jako ten pozorovaný v difrakčním obrazci světla, kde se vzdálenost mezi proužky od středu dále zmenšuje.
Intenzita světla je nejvyšší ve středu, vidíme-li difrakční obrazec, ale v případě interferenčního obrazce má intenzita všech maxim stejnou intenzitu. Na rozdíl od difrakce jsou proužky v interferenčním obrazci rovnoměrně rozmístěny. Minima pozorovaná v difrakce světla nejsou dokonale tmavé, zatímco tmavé proužky pozorované v interferenčním obrazci jsou dokonale tmavé.
Co je kvantová interference?
Ze slova kvanta se rozumí, že se podobá kvantům částic.
Přidání vlnové funkce částice založené na pravděpodobnosti nalezení částice ve dvou různých pozicích ve vlně, která se mezi sebou interferuje, se nazývá kvantová interference.
Dá se to označit rovnicí níže,
Ψ (x, t) = ΨA(x, t) + ΨB(x,t)
Kde Ψ (x,t) je lineární superpozice dvou vln
ΨA(x,t) je vlnová funkce částice v podmínce A
ΨB(x,t) je vlnová funkce částice v podmínce B
Pravděpodobnost nalezení částice v určité poloze 'x' je druhou mocninou vlnové funkce částice.
Proto,
P=Ψ(x,t)2=(ΨA(x, t) + ΨB(x,t))2
P=(ΨA(x,t)2+ΨB(x,t)2+ΨA(x,t)+ΨB(x, t) + ΨA(x, t) + ΨB(x,t)
Termíny ΨA(x,t)/ΨB(x,t) a ΨA(x, t) + ΨB(x,t) představují kvantovou interferenci. Zatímco termín ΨA2(x,t) udává přesnou pravděpodobnost částice v podmínce A a člen ΨB2(x,t) udává přesnou pravděpodobnost výskytu částice v podmínce B.
Co je Resonance?
K rezonanci dochází, když frekvence odpovídá přirozené frekvenci objektu.
Výsledkem je opakující se konstruktivní rušení rezonance jako frekvence vlny odpovídá přirozené frekvenci vibrací jakéhokoli předmětu.
Pokud zatlučete ladičku a držíte ji blízko duté nádoby, vibrace způsobené ladičkou se budou šířit přes nádobu; a jakmile se frekvence vibrujících vln shoduje s vlastní frekvencí duté nádoby, bude nádobou produkován rezonující zvuk.
Přečtěte si více o 5+ Příklady rušení zvuku: Podrobná fakta.
Co jsou Beats?
Je to interference dvou zvukové vlny podobných frekvencí a konstantní fázový rozdíl.
Přidání dvou vln s podobnými frekvencemi se bude překrývat tak, že vytvoří uzly a antinody; vzdálenost mezi dvěma antinodami se nazývá takt.
Překrytí vlny a výsledná vytvořená vlna bude vypadat jako níže
To se používá k ladění jakéhokoli hudebního nástroje. Předpokládejme, že chcete na kytaře naladit strunu 1, tak zvedněte ladičku zvonící notu „E“ a zazvoňte notu, zatímco zapojujete strunu 1, která je mírně rozladěná, pak se obě noty budou zpočátku jevit jako synchronizované a pak se rozladí.
Často kladené otázky
Co je to fáze vlny?
Fáze vlny se počítá na ose šíření vlny.
Kompletní vlnová délka λ jedné vlny, což je součet funkcí sinus a kosinus, dává kompletní fázi 360 stupňů. Polovina vlnové délky poskytne 180 stupňů.
Jaký je fázový rozdíl mezi těmito dvěma vlnami?
Fázový rozdíl je míra, do jaké jedna vlna zaostává za fází druhé vlny.
Pokud se tyto dvě vlny vzájemně přesně překrývají na hřebenu, pak je fázový rozdíl nulový. Pro částečné konstruktivní nebo částečné destruktivní rušení je fázový rozdíl větší než 0 a menší než 90 stupňů.
Také čtení:
- Jak čočky ohýbají světlo
- Rozlišení světelného mikroskopu
- Jaká je rychlost světla ve vakuu
- Proč oči některých zvířat v noci svítí nebo odrážejí světlo, zejména na fotografiích
- Jak různé teploty světla ovlivňují náladu fotografie
- Filtry světelného znečištění
- Proč se přirozené světlo často doporučuje pro pracovní prostory a domácnosti
- Jak se mění rychlost světla v různých prostředích
- Mění se frekvence světla s médiem
- Kdy bylo světlo poprvé studováno ve fyzice
Ahoj, jsem Akshita Mapari. Udělal jsem Mgr. ve fyzice. Pracoval jsem na projektech jako Numerické modelování větrů a vln během cyklonu, Fyzika hraček a mechanizované vzrušující stroje v zábavním parku založeném na klasické mechanice. Absolvoval jsem kurz na Arduinu a dokončil jsem několik mini projektů na Arduinu UNO. Vždy rád prozkoumávám nové oblasti v oblasti vědy. Osobně věřím, že učení je větší nadšení, když se učí kreativně. Kromě toho rád čtu, cestuji, brnkám na kytaru, určuji kameny a vrstvy, fotím a hraji šachy.
