Интерференция (физика)

Във физиката интерференцията е явление, при което две или повече вълни се наслагват, за да образуват резултантна вълна с по-голяма или по-малка 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 близка честота. Интерференция се наблюдава при всички видове вълни, например светлинни, радио, звукови, морски или вълни на дьо Бройл.

Интерференция на вълните в басейн.

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.

МеханизъмРедактиране

 
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 (намаляваща) интерференция или гасене.

Резултантна вълна  
Вълна 1
Вълна 2

Усилваща интерференция Намаляща интерференция

Усилващата интерференция се наблюдава, когато фазовата разлика между вълните е кратна на 2π, а намаляваща – 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 вълниРедактиране

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 намаляваща 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:

 
Вижда се, че двете вълни са във фаза, когато
 ,

и са на половин период извън фазата, когато

 

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

 

Между две сферични вълниРедактиране

Оптическа интерференцияРедактиране

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.

ПриложениеРедактиране

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 същоРедактиране