Interferentie (natuurkunde)

In de natuurkunde is interferentie het effect van golffuncties. Een enkele golf kan met zichzelf interfereren, maar dit is nog steeds een optelling van twee golven (zie het experiment met de spleten van Young). Twee golven interfereren altijd, ook al is het resultaat van de optelling ingewikkeld of niet opmerkelijk.

Iets dat gebeurt wanneer twee of meer golven zich in dezelfde ruimte bevinden. Soms voegt de piek van een golf zich bij de piek van een andere golf, zodat de resulterende piek twee keer zo hoog is. Soms valt de piek van een golf in het dal van een andere golf, en dan is het oppervlak vlak. Wanneer golven hun effecten optellen, wordt dit positieve interferentie genoemd, of constructieve interferentie. Wanneer de ene golf de effecten van de andere golf vermindert, spreekt men van negatieve interferentie, of destructieve interferentie.

Als twee mensen in dezelfde richting op een auto zouden duwen, zouden ze de auto beter laten bewegen dan een van beiden alleen. Dat zou positieve interferentie zijn. Als twee mensen van gelijke sterkte de auto vanuit tegengestelde richtingen zouden duwen, dan zou de auto door geen van beiden in beweging worden gebracht. Dat zou negatieve interferentie zijn.

Als twee rotsen op hetzelfde moment op een vijver botsen, interfereren hun golven met elkaar.
Als twee rotsen op hetzelfde moment op een vijver botsen, interfereren hun golven met elkaar.

Constructieve interferentie

Constructieve interferentie treedt op wanneer twee of meer golven zich in dezelfde ruimte bevinden en in fase zijn. Wanneer dit gebeurt, tellen de amplitudes van de golven bij elkaar op en is het totaal groter dan de amplitude van elk van de golven afzonderlijk. Hierdoor lijken de golven intenser.

Op tijdstip = 0 beweegt een golftop zich van links en een andere golf beweegt van rechts.
Op tijdstip = 1 ontmoeten de twee golftoppen elkaar in het midden.
Op tijdstip = 2 zijn de twee golven elk verder voorwaarts
 bewogen en verschijnen weer op hun oorspronkelijke hoogte.

Destructieve interferentie : Wanneer de top van een golf de trog (bodem) van een andere golf in het midden ontmoet, blijft het water vlak.
Destructieve interferentie : Wanneer de top van een golf de trog (bodem) van een andere golf in het midden ontmoet, blijft het water vlak.

Constructieve interferentie : Wanneer de toppen van twee golven elkaar in het midden ontmoeten, wordt een hogere golf gezien.
Constructieve interferentie : Wanneer de toppen van twee golven elkaar in het midden ontmoeten, wordt een hogere golf gezien.

Destructieve interferentie

Destructieve interferentie treedt op wanneer twee of meer golven zich op dezelfde plaats bevinden en uit fase zijn. Wanneer dit gebeurt, worden de amplitudes van de golven opgeteld en is het totaal kleiner dan de amplitude van elk van de golven afzonderlijk. Hierdoor lijken de golven minder intens.

Op tijdstip = 0 komt een golftop van links en een golftrog van rechts.
Op tijdstip = 1, zijn de twee golven elkaar in het midden tegengekomen. De top vult de trog op.
Op tijdstip = 2 zijn de twee golven in hun oorspronkelijke richting opgeschoven en komen ze weer samen.

Voorbeelden van interferentie

Na een regenbui kan men vaak patronen zien als er een beetje olie boven op de plassen drijft. De kleuren zijn dan in de volgorde: rood, oranje, geel, groen, blauw, en violet. Elk van deze kleuren licht heeft zijn eigen golflengte, en verschillende delen van de olie hebben verschillende diktes. Een deel van het zonlicht weerkaatst tegen het bovenste oppervlak, met andere woorden het weerkaatst tegen de olie. Een deel van het zonlicht kaatst terug op de bovenkant van het water. De lichtgolven van het olieoppervlak en het licht van het wateroppervlak ontmoeten elkaar weer in de lucht, en ze interfereren. Voor elke dikte van de olielaag geldt dat sommige lichtgolven zullen optellen en andere zullen aftrekken, zodat het resultaat is dat één kleur licht daar het sterkst zal zijn.

Wanneer twee sterk gepolijste glasplaten tegen elkaar worden gedrukt, verandert soms de afstand tussen de twee stukken van plaats tot plaats. Als dat gebeurt, wordt het patroon dat dan ontstaat "Newton's ringen" genoemd. Wanneer dia's tussen twee dunne glasplaten worden gelegd om in een diaprojector te worden vertoond, vormt dit soort patroon een groot probleem. Hetzelfde probleem kan zich voordoen wanneer twee microscoopglaasjes tegen elkaar worden gelegd.

Ruisonderdrukkende hoofdtelefoons gebruiken destructieve interferentie om lawaai van buitenaf te onderdrukken.

·        

Olie op water creëert een interferentiepatroon in de kleuren van het spectrum

·        

Newton's ringen

·        

Interferentie veroorzaakt een lichtshow op een zeepbel.

Natuurkunde vragen

Hier is een diagram van het soort ding dat sommige soorten lichtinterferentie veroorzaakt. De afstand tussen het bovenste stuk glas en het onderste stuk wordt groter naar de buitenranden toe.

Een eenvoudiger opstelling zou zijn om twee vlakke stukken glas te hebben die langs één rand met elkaar in contact staan en een kleine hoek tussen hun beide oppervlakken. Indien de afstand tussen het bovenoppervlak van het eerste stuk glas en het bovenoppervlak van het tweede stuk glas op een bepaald punt zodanig is dat de lichtstralen die door elk van beide worden weerkaatst synchroon lopen of in fase zijn, dan zal het weerkaatste licht helder zijn, maar als de twee stralen een halve cyclus uit fase zijn, dan zullen op dat punt de twee stralen elkaar opheffen en zal het weerkaatste licht dat er is, niet helder zijn.

Een gebogen stuk glas over een plat stuk glas
Een gebogen stuk glas over een plat stuk glas

Twee vlakke stukken glas die een nauwe hoek met elkaar vormen
Twee vlakke stukken glas die een nauwe hoek met elkaar vormen


AlegsaOnline.com - 2020 / 2021 - License CC3