Skillnad mellan konstruktiv och destruktiv störning

Huvudskillnad - Konstruktiv vs Destruktiv Interferens

Konstruktiv och destruktiv inblandning är fenomen som uppstår när flera vågor möts. De huvudskillnad mellan konstruktiv och destruktiv inblandning är det Konstruktiva störningar uppträder när förskjutningarna av vågorna som möts ligger i samma riktning, medan destruktiva störningar uppträder när förskjutningar av vågorna som möts är i motsatta riktningar.

Principen om överläggning

Konstruktiv och destruktiv störning uppstår på grund av principen om överlagring. Enligt denna princip, när flera vågor av samma typ möts vid en punkt är den resulterande förskjutningen vid den punkten summan av förskjutningarna beroende på vart och ett av de infallande vågorna.

När två vågor möts och oscillationerna hos de två vågorna ligger i samma scen, då säger vi att de två vågorna är oscillerande i fas. De fasskillnad mellan två vågor som möts i fas är ett helt jämnt antal multipel av pi (0, 2π, 4π, ...). Om oscillationerna befinner sig i motsatta steg i cykeln säger vi att vågorna är oscillerande helt out-of-phase eller i antifas. Fasskillnaden mellan två vågor som är i antifas är ett helt udda tal multipel av pi (π, 3π, 5π, ...).

Vad är konstruktionsstörning

Konstruktiv interferens uppträder när vågorna möts, och har var och en av sina förskjutningar i samma riktning. Resultatet är att förskjutningarna förstärker varandra och bildar en resulterande våg med en högre amplitud än amplituden hos någon av de vågor som kombinerar för att producera den. Diagrammet nedan visar två vågor som möts i fas för att ge konstruktiva störningar:

Konstruktiv interferens mellan två vågor i samma fas (visas i rött och grönt. Den resulterande vågan visas i blått).

Vad är destruktiva störningar

När de vågor som kombinerar har sina förskjutningar i motsatta riktningar har den resulterande våg som produceras en lägre amplitud. I dessa fall är störningen destruktiv. I diagrammet nedan visas händelsens vågor (visas i rött och blått) som finns i motfas med varandra, kombineras för att bilda den blå resulterande vågan. Om amplituderna av de infallande vågorna hade varit desamma skulle de två fullständigt avbryta varandra, och det skulle inte finnas någon resulterande våg (dvs den resulterande vågen kommer att ha "nollamplitud").

Destruktiva störningar: två infallsvågor (röda och gröna) som är i antiphase med varandra möts, vilket ger den blå resulterande vågan.

Ljuddämpande hörlurar lita på destruktiva störningar: När en "bullrig" ljudvåg detekteras, avger hörlurarna en våg i antipas med bruset. De två vågorna stör destruktivt, effektivt "avbryter" bullret. Antireflekterande beläggningar i glas fungerar på samma sätt. Beläggningen appliceras på glaset reflekterar ljuset från bländningen tillbaka mot glaset, så att när bländningen möter "reflekterad bländning", stör de destruktivt, avbryter bländningen.

Normalt glas (vänster) jämfört med glas med antireflekterande beläggning (höger). Den antireflekterande beläggningen utnyttjar destruktiva störningar av ljusvågor för att avbryta bländningen.

Interferensmönster

När vågor från olika källor möts, är interferensen vid varje punkt bortom källorna beroende av fasskillnaden vid var och en av dessa punkter. På grund av skillnaden i de avstånd som vågorna behöver gå igenom för att komma till en viss plats, kommer interferensen att vara konstruktiv på vissa ställen och destruktiv i andra. Diagrammet nedan visar hur två vågor som bildas av två stänk i vatten stör varandra. De gröna och röda cirklarna visar vågfronter: dvs de visar vågornas vapen.

Interferensmönster bildade av två stänk i vatten.

När två vapen möts (när en röd linje passerar en grön linje) uppstår konstruktiv interferens och en större vapen bildas. Detta visas i vitt i diagrammet ovan. Några av dessa platser är markerade med "C" s. Där två tråg träffas är interferensen åter konstruktiv. Här bildar djupare tråg. Dessa platser visas i svart, och några av dessa platser är markerade med "T" s. När krön och tråg möts är störningen destruktiv. Dessa platser bildar "suddiga" regioner på vattnet. Några av dessa regioner visas med en blå linje.

Skillnad mellan konstruktiv och destruktiv störning

Förskjutning av Incident Waves

När konstruktiv interferens händelserna har förskjutningar i samma riktning.

När destruktiva störningar inträffar har infallsvågorna förskjutningar i motsatta riktningar.

Amplitude av resulterande vågor

När konstruktiv interferens uppträder, är amplituden för den resulterande vågen större än amplituden hos de infallande vågorna. Därför är intensiteten hos de resulterande vågorna större än intensiteten hos infallsvågor.

När destruktiva störningar uppträder, är amplituden för den resulterande vågn mindre än amplituden hos de infallande vågorna. Därför är intensiteten hos de resulterande vågorna mindre än intensiteten hos infallsvågor.

Image Courtesy:

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

"Detta foto visar ett antirelektionsbelagt fönster ..." av Zaereth (eget arbete) [CC0 1.0], via Wikimedia Commons