파도가 서로 상호 작용할 때 간섭이 발생하는 반면 파도가 조리개를 통과 할 때 회절이 발생합니다. 이러한 상호 작용은 중첩 원리에 의해 지배됩니다. 간섭, 회절 및 중첩 원리는 파도의 여러 적용을 이해하기위한 중요한 개념입니다.
간섭 및 중첩 원리
두 파도가 상호 작용할 때, 중첩 원리는 결과 파도 기능이 두 개별 파동 함수의 합이라고 말합니다. 이 현상은 일반적으로 간섭 로 묘사됩니다 .
물이 물 욕조로 떨어지는 경우를 고려하십시오. 한 방울이 물에 부딪히면 물을 가로 질러 리플의 원형 파동을 만듭니다. 그러나 다른 시점에서 물이 떨어지기 시작한다면 비슷한 파도를 만들기 시작하십시오. 그 파도가 겹치는 지점에서, 결과적인 파도는 두 개의 초기 파의 합이
이것은 파동 함수가 선형 인 상황에만 적용됩니다. 및 t 첫 번째 힘에만. Hooke의 법칙을 준수하지 않는 비선형 탄성 거동과 같은 일부 상황은 비선형 파동 방정식이 있기 때문에이 상황에 맞지 않을 것입니다. 그러나 물리학에서 다루는 거의 모든 파도의 경우,이 상황은 사실입니다.
분명 할 수도 있지만,이 원칙에 대해 명확하게하는 것이 좋을 것입니다. 비슷한 유형의 파도가 포함됩니다. 분명히, 물의 파도는 전자기파를 방해하지 않습니다. 비슷한 유형의 파도에서도 효과는 일반적으로 동일한 파장의 사실상 (또는 정확한) 파도에 국한됩니다. 간섭을 포함하는 대부분의 실험은 이와 관련하여 파도가 동일하다는 것을 보장합니다.
건설적이고 파괴적인 간섭
오른쪽 그림은 두 개의 파도를 보여주고 그 아래에 그 두 파도가 어떻게 결합되어 간섭을 나타냅니다.
크레스트가 겹치면 중첩파가 최대 높이에 도달합니다. 이 높이는 진폭의 합입니다 (또는 초기 파가 동일한 진폭을 갖는 경우). 트로프가 겹치면 마이너스 진폭의 합인 결과 트로프를 만듭니다. 이러한 종류의 간섭을 구성 간섭 이라고합니다 전체 진폭을 증가시키기 때문입니다. 그림을 클릭하고 두 번째 이미지로 전진함으로써 다른 애니메이션되지 않은 예제를 볼 수 있습니다.
또는 파도의 볏이 다른 파도의 통과 겹치면 파도는 어느 정도 서로를 취소합니다. 파도가 대칭이라면 (즉, 동일한 웨이브 함수이지만 위상 또는 반 파장으로 이동) 서로 완전히 취소됩니다. 이러한 종류의 간섭을 파괴적인 간섭이라고합니다 그래픽에서 오른쪽으로 또는 해당 이미지를 클릭하고 다른 표현으로 전진하여 볼 수 있습니다.
따라서 물 욕조에서 잔물결이 나오는 경우, 간섭파가 각각의 개별파보다 큰 지점과 파도가 서로를 취소하는 지점을 볼 수 있습니다.
회절
특수한 간섭의 경우는 회절 로 알려져 있습니다 파도가 조리개 나 가장자리의 장벽에 부딪 칠 때 발생합니다. 장애물의 가장자리에서 파도가 차단되고 파면의 나머지 부분과의 간섭 효과를 만듭니다. 거의 모든 광학 현상은 눈, 센서, 망원경 등의 조리개를 통과하는 빛을 포함하기 때문에 거의 모든 경우에는 영향이 무시할 수는 있지만 회절은 거의 모든 것입니다. 회절은 일반적으로 "퍼지"가장자리를 생성하지만, 어떤 경우에는 (예 :아래에 설명 된 Young 's Double-Slit 실험과 같은) 회절 회절이 그들 자신의 관심사를 유발할 수 있습니다.
.결과 및 응용
간섭은 흥미로운 개념이며, 특히 그러한 간섭이 비교적 쉽게 관찰되는 빛의 영역에서 주목할 가치가있는 몇 가지 결과를 가지고 있습니다.
예를 들어 Thomas Young의 이중 슬릿 실험에서, 빛의 "파"의 회절로 인한 간섭 패턴은 균일 한 빛을 비추고 일련의 빛과 어두운 밴드로 분해하여 두 개의 슬릿을 통해 보낼 수 있습니다. 더욱 놀라운 것은 전자와 같은 입자 로이 실험을 수행하면 유사한 파도와 같은 특성이 발생한다는 것입니다. 모든 종류의 파도는 적절한 설정 으로이 행동을 보여줍니다.
아마도 가장 매혹적인 간섭 적용은 홀로그램을 만드는 것입니다. 이것은 레이저와 같은 일관된 광원을 특수 필름에 객체에서 벗어나게함으로써 수행됩니다. 반사 된 빛에 의해 생성 된 간섭 패턴은 홀로그램 이미지를 초래하는 것이며, 이는 올바른 종류의 조명에 다시 배치 될 때 볼 수 있습니다.
