Sự khác biệt chính - Giao thoa mang tính xây dựng so với can thiệp phá hủy

Giao thoa xây dựng và triệt tiêu là hiện tượng xảy ra khi một số sóng gặp nhau. Các Sự khác biệt chính giữa can thiệp mang tính xây dựng và phá hoại là giao thoa xây dựng xảy ra khi sự dịch chuyển của các sóng gặp nhau là cùng phương, nhưng trái lại giao thoa triệt tiêu xảy ra khi sự dịch chuyển của các sóng gặp nhau theo hướng ngược lại.

Nguyên lý chồng chất

Giao thoa mang tính xây dựng và phá hoại xảy ra do nguyên lý chồng chất. Theo nguyên tắc này, khi một số sóng cùng loại gặp nhau tại một điểm, độ dịch chuyển kết quả tại điểm đó là tổng độ dịch chuyển của mỗi sóng tới..

Khi hai bụng gặp nhau và dao động của hai sóng cùng giai đoạn thì ta nói hai sóng là dao động điều hòa. trong giai đoạn. Các lệch pha giữa hai sóng gặp nhau cùng pha là bội số chẵn của pi (0, 2π, 4π,…). Nếu dao động ngược pha nhau trong chu kỳ thì ta nói rằng sóng là dao động hoàn toàn lệch pha hoặc trong antiphase. Độ lệch pha giữa hai sóng trái dấu là bội số lẻ của pi (π, 3π, 5π,…).

Giao thoa xây dựng là gì

Giao thoa xây dựng xảy ra khi các sóng gặp nhau, có sự dịch chuyển của chúng theo cùng một phương. Kết quả là các chuyển vị củng cố lẫn nhau, tạo thành một sóng kết quả có biên độ cao hơn biên độ của bất kỳ sóng nào kết hợp để tạo ra nó. Biểu đồ dưới đây cho thấy hai sóng gặp nhau cùng pha để tạo ra giao thoa xây dựng:

Sự giao thoa hình thành giữa hai sóng cùng pha (màu đỏ và xanh lục. Sóng kết quả được hiển thị bằng màu xanh lam).

Giao thoa phá hủy là gì

Khi các sóng kết hợp có sự dịch chuyển của chúng theo hướng ngược nhau, sóng kết quả được tạo ra có biên độ thấp hơn. Trong những trường hợp này, sự can thiệp là hủy diệt. Trong biểu đồ dưới đây, các sóng tới (được hiển thị bằng màu đỏ và màu xanh lam) trong phản cảm với nhau, kết hợp để tạo thành làn sóng kết quả màu xanh lam. Nếu biên độ của sóng tới là như nhau, thì cả hai sẽ triệt tiêu lẫn nhau và sẽ không có sóng kết quả (tức là sóng kết quả sẽ có “biên độ bằng không”).

Giao thoa triệt tiêu: hai sóng tới (đỏ và lục) trái dấu với nhau gặp nhau, tạo ra sóng kết quả màu xanh lam.

Tai nghe chống ồn dựa vào can thiệp phá hoại: khi phát hiện thấy sóng âm thanh “nhiễu”, tai nghe sẽ phát ra sóng đối âm với tiếng ồn. Hai sóng giao thoa triệt tiêu, “triệt tiêu” tiếng ồn một cách hiệu quả. Lớp phủ chống phản chiếu trong kính hoạt động theo cùng một cách. Lớp phủ được áp dụng trên kính phản xạ ánh sáng từ ánh sáng chói trở lại kính, do đó khi ánh sáng chói gặp “ánh sáng chói phản xạ”, chúng cản trở một cách triệt tiêu, loại bỏ ánh sáng chói.

Kính thường (trái) so với kính có lớp phủ chống phản xạ (phải). Lớp phủ chống phản xạ sử dụng sự giao thoa triệt tiêu của sóng ánh sáng để loại bỏ ánh sáng chói.

Các mẫu giao thoa

Khi các sóng từ các nguồn khác nhau gặp nhau, sự giao thoa tại mỗi điểm ngoài các nguồn phụ thuộc vào độ lệch pha tại mỗi điểm đó. Do sự khác biệt về khoảng cách mà các sóng cần phải đi qua để đến một địa điểm cụ thể, nên sự giao thoa sẽ có tính chất xây dựng ở một số nơi và phá hủy ở một số nơi khác. Sơ đồ dưới đây cho thấy hai sóng được hình thành do hai tia nước bắn vào nhau giao thoa như thế nào. Các vòng tròn màu xanh lá cây và màu đỏ hiển thị mặt sóng: tức là chúng hiển thị vị trí của các đỉnh của sóng.

Các kiểu giao thoa hình thành do hai tia nước bắn vào nhau.

Khi hai đỉnh gặp nhau (khi đường màu đỏ cắt đường màu xanh lá cây), sự giao thoa mang tính xây dựng xảy ra và một đỉnh lớn hơn được hình thành. Điều này được thể hiện bằng màu trắng trong sơ đồ trên. Một số địa điểm này được đánh dấu bằng chữ “C”. Tại nơi hai đáy gặp nhau, sự giao thoa một lần nữa có tính chất giao thoa. Tại đây, các đáy sâu hơn hình thành. Những địa điểm này được hiển thị bằng màu đen và một số địa điểm này được đánh dấu bằng chữ “T”. Khi mào và đáy gặp nhau, sự giao thoa là triệt tiêu. Những nơi này tạo thành các vùng "mờ" trên mặt nước. Một số vùng này được hiển thị bằng đường màu xanh lam.

Sự khác biệt giữa can thiệp mang tính xây dựng và can thiệp phá hủy

Sự dịch chuyển của sóng sự cố

Khi nào can thiệp mang tính xây dựng xảy ra, các sóng tới có sự dịch chuyển cùng phương.

Khi nào can thiệp phá hoại xảy ra, các sóng tới có sự dịch chuyển theo các hướng ngược lại.

Biên độ của sóng kết quả

Khi nào sự can thiệp mang tính xây dựng xảy ra, biên độ của sóng tới lớn hơn biên độ của sóng tới. Do đó, cường độ của sóng tới lớn hơn cường độ của sóng tới.

Khi nào can thiệp phá hoại xảy ra, biên độ của sóng tới nhỏ hơn biên độ của sóng tới. Do đó, cường độ của sóng tới nhỏ hơn cường độ của sóng tới.

Hình ảnh lịch sự:

“Simuliertes Interferenzbild zweier punktförmiger Quellen mit gleicher Wellenlänge…” của Tiến sĩ Schorsch (Tác phẩm riêng) [CC BY-SA 3.0], thông qua Wikimedia Commons

“Bức ảnh này cho thấy một cửa sổ được tráng chống phản xạ…” của Zaereth (Tác phẩm riêng) [CC0 1.0], qua Wikimedia Commons