Differenza tra interferenze costruttive e distruttive

Differenza principale - Interferenza costruttiva vs. distruttiva

Le interferenze costruttive e distruttive sono fenomeni che avvengono quando si incontrano più onde. Il differenza principale tra interferenze costruttive e distruttive è questo l'interferenza costruttiva si verifica quando gli spostamenti delle onde che si incontrano sono nella stessa direzione, mentre l'interferenza distruttiva si verifica quando gli spostamenti delle onde che si incontrano sono nelle direzioni opposte.

Principio di sovrapposizione

Le interferenze costruttive e distruttive si verificano a causa di principio di sovrapposizione. Secondo questo principio, quando più onde dello stesso tipo si incontrano in un punto, lo spostamento risultante in quel punto è la somma degli spostamenti dovuti a ciascuna delle onde incidenti.

Quando due onde si incontrano e le oscillazioni delle due onde sono nel stesso palcoscenico, allora diciamo che le due onde stanno oscillando in fase. Il differenza di fase tra due onde che si incontrano in fase è un multiplo intero pari di pi (0, 2π, 4π, ...). Se le oscillazioni sono agli stadi opposti del ciclo, allora diciamo che le onde oscillano completamente fuori fase o in antiphase. La differenza di fase tra due onde che sono in antiphase è un multiplo intero dispari di pi (π, 3π, 5π, ...).

Cos'è l'interferenza costruttiva

L'interferenza costruttiva si verifica quando le onde si incontrano, avendo ciascuno dei loro spostamenti nella stessa direzione. Il risultato è che gli spostamenti si rafforzano a vicenda, formando un'onda risultante con un'ampiezza maggiore dell'ampiezza di una qualsiasi delle onde che si combinano per produrla. Lo schema seguente mostra due onde che si incontrano in fase per produrre interferenze costruttive:

Interferenza costruttiva tra due onde nella stessa fase (indicata in rosso e verde) L'onda risultante è mostrata in blu).

Cos'è l'interferenza distruttiva

Quando le onde che si combinano hanno i loro spostamenti in direzioni opposte, l'onda risultante prodotta ha un'ampiezza inferiore. In questi casi, l'interferenza è distruttiva. Nello schema seguente, le onde incidenti (mostrate in rosso e blu) che si trovano in controfase l'uno con l'altro, si combinano per formare l'onda blu risultante. Se le ampiezze delle onde incidenti fossero state le stesse, le due si sarebbero completamente annullate a vicenda e non ci sarebbe stata alcuna onda risultante (cioè l'onda risultante avrà "ampiezza zero").

Interferenze distruttive: due onde incidenti (rosse e verdi) che si incontrano l'una contro l'altra, producendo l'onda risultante blu.

Cuffie con cancellazione del rumore fare affidamento su interferenza distruttiva: quando viene rilevata un'onda sonora "rumorosa", le cuffie emettono un'onda in contrasto con il rumore. Le due onde interferiscono in modo distruttivo, efficacemente "annullando" il rumore. Rivestimenti antiriflesso negli occhiali funziona allo stesso modo. Il rivestimento applicato sul vetro riflette la luce dal bagliore verso il vetro, in modo che quando il bagliore incontra il "bagliore riflesso", interferiscano in modo distruttivo, annullando il bagliore.

Vetro normale (a sinistra) rispetto al vetro con rivestimento antiriflesso (a destra). Il rivestimento antiriflesso sfrutta l'interferenza distruttiva delle onde luminose per eliminare il bagliore.

Modelli di interferenza

Quando le onde provenienti da fonti diverse si incontrano, l'interferenza in ogni punto oltre le sorgenti dipende dalla differenza di fase in ciascuno di questi punti. A causa della differenza delle distanze che le onde devono attraversare per raggiungere un luogo particolare, l'interferenza sarà costruttiva in alcuni punti e distruttiva in altre. Lo schema seguente mostra come due onde formate da due spruzzi in acqua interferiscono. I cerchi verdi e rossi mostrano il fronti d'onda: mostrano la posizione delle creste delle onde.

Schemi di interferenza formati da due spruzzi in acqua.

Quando due creste si incontrano (quando una linea rossa attraversa una linea verde), si verifica un'interferenza costruttiva e si forma una cresta più grande. Questo è mostrato in bianco nel diagramma sopra. Alcuni di questi posti sono contrassegnati con "C". Dove si incontrano due avvallamenti, l'interferenza è di nuovo costruttiva. Qui si formano forme più profonde. Questi luoghi sono mostrati in nero e alcuni di questi posti sono contrassegnati con "T". Quando si incontrano creste e depressioni, l'interferenza è distruttiva. Questi luoghi formano regioni "sfocate" sull'acqua. Alcune di queste regioni sono mostrate con una linea blu.

Differenza tra interferenze costruttive e distruttive

Spostamento delle onde incidente

quando interferenza costruttiva si verifica, le onde incidenti hanno spostamenti nella stessa direzione.

quando interferenza distruttiva si verifica, le onde incidenti hanno spostamenti nelle direzioni opposte.

Ampiezza delle onde risultanti

quando interferenza costruttiva si verifica, l'ampiezza dell'onda risultante è maggiore delle ampiezze delle onde incidenti. Pertanto, l'intensità delle onde risultanti è maggiore dell'intensità delle onde incidenti.

quando interferenza distruttiva si verifica, l'ampiezza dell'onda risultante è inferiore alle ampiezze delle onde incidenti. Pertanto, l'intensità delle onde risultanti è inferiore all'intensità delle onde incidenti.

Cortesia dell'immagine:

"Simuliertes Interferenzbild zweier punktförmiger Quellen mit gleicher Wellenlänge ..." del Dr. Schorsch (Opera propria) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Questa foto mostra una finestra rivestita antirelection ..." di Zaereth (Opera propria) [CC0 1.0], tramite Wikimedia Commons