建设性的(constructive)和相消干涉(destructive interference)的区别

构造干涉和相消干涉是多个波相遇时发生的现象。相向干涉和相向干涉的主要区别是相向干涉发生在相接的波的位移在同一方向时,相向干涉发生在相接的波的位移在相反方向时。...

主要区别–建设性干扰与破坏性干扰

构造干涉和相消干涉是多个波相遇时发生的现象。相向干涉和相向干涉的主要区别是相向干涉发生在相接的波的位移在同一方向时,相向干涉发生在相接的波的位移在相反方向时。

叠加原理

由于叠加原理,会产生相消干涉和相构干涉。根据这一原理,当同一类型的多个波在一个点相遇时,该点上的合成位移是每个入射波引起的位移之和。

当两个波相遇并且两个波的振荡处于同一阶段时,我们说这两个波是同相振荡的。同相相交的两个波之间的相位差是π(0,2)的整数倍偶数倍π, 4π,…). 如果振荡在周期的相反阶段,那么我们说波是完全异相或反相振荡。相反相位的两个波之间的相位差是π的奇数倍(π, 三π, 5π,…).

什么是推定干涉(c***tructive interference)?

当波浪相遇时,会产生建设性干扰,使其位移方向相同。结果是,位移相互加强,形成一个合成波,其振幅高于任何合成波的振幅。下图显示两个波同相会合产生建设性干扰:

Difference Between C***tructive and Destructive Interference - C***tructive_interference

C***tructive interference between two waves in the same phase (shown in red and green. The resultant wave is shown in blue).

什么是相消干涉(destructive interference)?

当组合波的位移方向相反时,产生的合成波振幅较低。在这些情况下,干扰是破坏性的。在下图中,相互反相的入射波(以红色和蓝色显示)结合形成蓝色合成波。如果入射波的振幅相同,这两个波将完全相互抵消,因此不会产生合成波(即合成波的振幅为“零”)。

Difference Between C***tructive and Destructive Interference - Destructive_interference

Destructive interference: two incident waves (red and green) which are in antiphase with each other meet, producing the blue resultant wave.

降噪耳机依赖于相消干扰:当检测到“有噪声”的声波时,耳机会发出与噪声相反的波。这两种波的干扰是破坏性的,有效地“抵消”了噪音。眼镜上的防反射涂层也有同样的作用。涂在玻璃上的涂层将眩光反射回玻璃,因此当眩光遇到“反射眩光”时,它们会产生破坏性干扰,消除眩光。

Difference Between C***tructive and Destructive Interference - Interference_between_two_Sources

Normal glass (left) compared with glass with an anti-reflective coating (right). The anti-reflective coating makes use of destructive interference of light waves in order to cancel out the glare.

干涉图样

当来自不同来源的波相遇时,来源以外的每个点的干扰取决于这些点的相位差。由于波到达某一特定地点所需的传播距离不同,这种干扰在某些地方是建设性的,而在另一些地方则是破坏性的。下图显示了水中两个飞溅物形成的两个波如何相互干扰。绿色和红色的圆圈表示波前,也就是说,它们表示波峰的位置。

Difference Between C***tructive and Destructive Interference - Interference_between_two_Sources

Interference patterns formed by two splashes in water.

当两个波峰相遇时(当一条红线穿过一条绿线时),就会产生建设性干扰,形成一个较大的波峰。上图中显示为白色。其中有些地方标有“C”和“s”。在两个波谷交汇的地方,干扰又是建设性的。在这里,形成更深的槽。这些地方以黑色显示,其中一些地方标有“T”s。当波峰和波谷相遇时,干扰是破坏性的。这些地方形成了水面上的“模糊”区域。其中一些区域用蓝线表示。

建设性的(c***tructive)和相消干涉(destructive interference)的区别

入射波位移

当发生建设性干扰时,入射波具有相同方向的位移。

当发生相消干涉时,入射波具有相反方向的位移。

合成波振幅

当发生建设性干扰时,合成波的振幅大于入射波的振幅。因此,合成波的强度大于入射波的强度。

当发生相消干涉时,合成波的振幅小于入射波的振幅。因此,合成波的强度小于入射波的强度。

 

Image Courtesy:

“Simuliertes Interferenzbild zweier punktförmiger Quellen mit gleicher Wellenlänge…” by Dr. Schorsch (Own work) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Comm***

“这张照片显示的是一个反选举涂层的窗口……”作者Zaereth(自己的作品)[CC0 1.0],通过维基共享空间

  • 发表于 2021-06-27 07:02
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  • 分类:科学

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