Wirtualne laboratorium/Fizyka/Fale i akustyka/Interferencja fal — wzmocnienie i wygaszenie

Interferencja fal — wzmocnienie i wygaszenie

Zmieniaj różnicę dróg dwóch fal. Gdy jest wielokrotnością λ, fale spotykają się w fazie i wzmacniają; gdy jest nieparzystą wielokrotnością ½λ — w przeciwfazie i wygaszają. Zobacz falę wypadkową.

Interferencja fal — wzmocnienie i wygaszenie
Fizyka · Fale i akustyka · Interferencja fal (FIZ.FALE.PP.05)
Różnica dróg Δ\Delta (w jednostkach λ\lambda)0.00 λ
Fale spotykające się w przeciwfazie (Δ=12λ\Delta = \tfrac{1}{2}\lambda):
różnica dróg Δ
0.00 λ
różnica faz φ
0°
amplituda A_wyp
2.00 A
efekt
wzmocn.
🎯 Wyzwanie: wzmocnienie czy wygaszenie?
seria: 0

Dam Ci różnicę dróg Δ — rozpoznaj wynik interferencji (bez suwaka). Fale mają tę samą długość λ.

Co się właśnie stało?

Dwie fale o tej samej długości nakładają się na siebie. To, czy się wzmocnią, czy wygaszą, zależy tylko od różnicy dróg Δ, jaką każda z nich przebyła do punktu spotkania.

Zasada superpozycji:

Awyp=2A∣cos⁡φ2∣,φ=2π ΔλA_{wyp} = 2A\left|\cos\dfrac{\varphi}{2}\right|,\qquad \varphi = \dfrac{2\pi\,\Delta}{\lambda}

— amplituda wypadkowa zależy od różnicy faz φ, a ta wynika wprost z różnicy dróg Δ. A — amplituda pojedynczej fali, λ — długość fali.

Kiedy wzmocnienie, a kiedy wygaszenie?

Gdy różnica dróg jest wielokrotnością λ, fale idą zgodnie w fazie i dodają się do maksimum. Gdy jest nieparzystą wielokrotnością połowy λ, są w przeciwfazie i znoszą się:

Δ=nλ⇒wzmocnienieΔ=(n+12)λ⇒wygaszenie\Delta = n\lambda \Rightarrow \text{wzmocnienie}\qquad \Delta = \left(n+\tfrac{1}{2}\right)\lambda \Rightarrow \text{wygaszenie}

Gdzie to widać?

Prążki interferencyjne w doświadczeniu Younga, wygaszanie hałasu w słuchawkach ANC, tęczowe barwy na plamie oleju — wszędzie decyduje ta sama różnica dróg.

Po co Ci to na maturze:

Warunki Δ=nλ\Delta = n\lambda (wzmocnienie) i Δ=(n+12)λ\Delta = (n+\tfrac{1}{2})\lambda (wygaszenie) to klucz do zadań o interferencji i dyfrakcji. Chwyt: policz różnicę dróg, podziel przez λ i sprawdź, czy wychodzi liczba całkowita, czy „i pół".

Zapamiętaj: zgodność faz (Δ = nλ) daje wzmocnienie, przeciwfaza (Δ = (n+½)λ) — wygaszenie. O wyniku decyduje różnica dróg.

Model poglądowy · Wirtualne laboratorium NexTutor

Spodobał Ci się eksperyment? Udostępnij go.

Jest darmowy — podeślij znajomym ze szkoły.

Teoria i wzory

Nakładanie fal

Dwie spójne fale o tej samej częstotliwości nakładają się. Wynik zależy od różnicy dróg Δr\Delta r.

Wzmocnienie i wygaszenie

  • wzmocnienie (w fazie): Δr=nλ\Delta r = n\lambda
  • wygaszenie (w przeciwfazie): Δr=(2n+1)λ2\Delta r = (2n+1)\dfrac{\lambda}{2}

Warunek interferencji: fale muszą być spójne (stała różnica faz) i o tej samej częstotliwości.

Oznaczenia: Δr\Delta r — różnica dróg, λ\lambda — długość fali, n=0,1,2…n=0,1,2\ldots

Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.

Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.

Uczysz w klasie albo korepetujesz? Prowadź uczniów w NexTutor →

Najczęstsze pytania

›

Kiedy fale się wygaszają?

Gdy spotykają się w przeciwfazie (różnica dróg (n+½)λ) — grzbiet jednej trafia na dolinę drugiej i amplitudy się znoszą.

›

Kiedy następuje wzmocnienie?

Gdy różnica dróg to całkowita wielokrotność λ (nλ) — fale są zgodne w fazie i amplitudy się dodają.

›

Co to warunek interferencji?

Fale muszą być spójne (stała różnica faz) i o tej samej częstotliwości.

Teoria (klasa): FIZ.2.3.3 → Lekcja maturalna: FIZ.M.3.3 →

Powiązane eksperymenty

Dyfrakcja i interferencja światła →Fala stojąca (struna) →Fale mechaniczne — v = λf →Składanie drgań — dudnienia →Doświadczenie Michelsona-Morleya — koniec eteru →