Lainete interferents / kaks allikat
konstruktiivne vs destruktiivne interferents, reaalajas visualiseeritud
Lainefüüsika: miks 1+1 võib olla 0 🖖
Kui kaks lainet kohtuvad, liituvad nende amplituudid punktiti — see on superpositsiooniprintsiip. Teepikkuste erinevuse Δr = mλ korral langevad harjad kokku ja intensiivsus neljakordistub: I = 4I₀. Kui Δr = (m+½)λ, kohtub hari orguga ja intensiivsus langeb nullini. Üldine tulemus on Aₛᵤᵞ = 2A₀ cos(δ/2), mistõttu intensiivsus I ∝ cos²(δ/2). Seda kasutatakse mürasummutavates kõrvaklappides (mis tekitavad δ = π), optilistes peegeldust vähendavates kihtides (kihi paksus λ/4) ning raadio faasijärjestatud antennides.
Mida heledad ja tumedad triibud tähendavad 🖖
Kaks allikat saadavad välja kattuvaid laineid. Vali suvaline punkt: tavaliselt on üks laine läbinud veidi pikema tee kui teine, ja see käiguvahe otsustabki kõik. Kui see võrdub täisarvu lainepikkustega, langevad harjad kokku ja tekib hele viir; kui see erineb poole lainepikkuse võrra, kohtub hari orguga ja koht jääb pimedaks. Suurenda allikate vahet d ja tööriist surub rohkem viire kokku, valemi sin θ = nλ/d järgi.
Üksik elektron interfereerub iseendaga 🖖
Võiks arvata, et interferentsiks on vaja tervet parve korraga ristuvaid laineid — kuid nii see pole. Lasu elektrone ükshaaval läbi kaksikpilu, nii et aparaadis on korraga vaid üks, ja igaüks jõuab kohale üksiku täpina, näiliselt juhuslikult. Lase tuhandetel koguneda ja tekib sama triibumuster. Iga osake justkui kompab mõlemat teed ja interfereerub iseendaga — lugejad valisid selle „füüsika kauneimaks katseks".
Näiteülesanded
- suur vahekaugus - lai vahekaugus d=4, lambda=0.5 -> palju kitsaid heledaid/tumedaid triipe
- väike vahekaugus - kitsas vahekaugus d=1.2, lambda=0.5 -> vähem, kuid laiemad triibud
- pikk lainepikkus - pikem lainepikkus lambda=1.4 hajutab triibud üksteisest kaugemale
- helilaadne - helilaadne pikk lainepikkus lambda=2.6 annab laiad interferentsialad