物理学では、干渉とは、2 つの波が重なり合って、より大きな、より小さな、または同じ振幅の波を生成する現象です。建設的および破壊的な干渉は、同じソースから来るか、同じまたはほぼ同じ周波数を持っているために、相互に相関またはコヒーレントな波の相互作用から発生します。干渉効果は、光、電波、音声、地表水波、重力波、物質波など、あらゆる形態の波で検出できます。
干渉
干渉とは、2 つの波が重なり合って、振幅が大きい、小さい、または等しい波を生成する現象です。
ある波の頂点が同じ場所で同じ周波数の別の波の頂点と一致する場合、結果の振幅は個々の波の振幅の合計に等しくなります。これが発生すると、建設的干渉と呼ばれます。
組み合わされた波は、別々の波よりも振幅が大きくなります。
ある波の頂点が別の波の谷と衝突すると、結果として生じる振幅は、2 つの個々の振幅の差として定義されます。
これが発生すると、破壊的干渉と呼ばれます。
結果として得られる波は、個々の波よりも振幅が小さくなります。
波の伝播において、干渉とは、2 つの波が同じ媒体を移動中に衝突するときに発生する現象です。波が別の波と干渉すると、媒体は、媒体内の粒子に対する個々の波によって生成される正味の効果の組み合わせによって決定される形状になります。波の干渉を調査するための出発点として、同じ媒体に沿って反対方向に流れる同じ振幅の 2 つのパルスを考えてみましょう。各波には、前の波よりも 1 単位高いピークがあり、正弦波の形をしていると仮定します。正弦パルスが時間的に互いに近づくにつれて、それらが互いに完全に重なり合う時点が最終的に来ます。結果として得られる媒体の形状は、その点で 2 単位の振幅を持つ上向きに変位した正弦パルスになります。
建設的干渉
この形式の干渉は「建設的干渉」と呼ばれます。 2 つの干渉波が同じ方向にずれている場合、それは建設的干渉と呼ばれます。媒体の長さに沿ってどこでも発生する可能性があり、いつでも発生する可能性があります。これは、このシナリオでは両方の波が上向きの変位を持ち、その結果、媒体が 2 つの干渉パルスの差よりも大きい上向きの変位を持つためです。干渉する 2 つの波が互いに押し上げられる場所では、建設的な干渉が見られます。ただし、両方の妨害波が同時に下方に押し出された場合にも観測できます。
破壊的干渉
破壊的干渉は、2 つの干渉波が互いに反対方向に変位する場合に、任意の媒体だけでなく、どこでも発生する可能性がある一種の干渉です。最大変位が 1 単位の正弦波パルスが、最大変位が 1 単位の別の正弦波パルスに出会い、その結果、破壊的な干渉が生じるとします。干渉パルスの最大変位は同じですが、互いに反対方向に進行しています。 2 つのパルスが完全に重なると、結果として 2 つのパルスは互いに完全に破壊されます。オーバーラップの瞬間に完全にオーバーラップするため、媒体の粒子の移動はありません。この「破壊」は無期限に続く状態ではありません。 2 つの波が互いに消滅するという記述は欺瞞である可能性があります。 2 つのパルスが互いに破壊すると述べた場合、それは、2 つのパルスが重なったときに、媒体の特定の粒子の変位に対するパルスの 1 つの効果が、その効果によって破壊または相殺されるという事実を指しています。同じ粒子の変位に対する他のパルスの。正反対の変位を持つ 2 つのパルス (つまり、1 つのパルスが上に変位し、もう 1 つのパルスが下に変位する) が特定のポイントで一緒になるとすぐに、1 つのパルスの上向きのプルは、他のパルスの下向きのプルによってバランスが取れます (キャンセルまたは除去されます)。 2 つのパルスが互いに通過するとすぐに、上向きに変位したパルスと下向きに変位したパルスが残り、どちらも干渉前と同じ方向に進行します。媒質の変位が破壊的干渉によって引き起こされる最大振幅の波の変位よりも小さい時間はごくわずかです。
２つの干渉波が反対方向に進行する同一の振幅を有することは、破壊的干渉が発生する必要はない。最大変位が +1 単位のパルスが、最大変位が -2 単位のパルスと接触すると、破壊的な結果になる可能性があります。全体のオーバーラップ中、この結果としての媒体の変位は 1 単位です。
結論
建設的および破壊的な干渉は、相互に相関またはコヒーレントな波の相互作用から生じます。ある波の頂点が別の波の谷と衝突すると、結果として生じる振幅は、2 つの個々の振幅の差として定義されます。破壊的干渉は、2 つの干渉波が互いに反対方向に変位する場合に、任意の媒体だけでなく、どこでも発生する可能性がある一種の干渉です。ある単位の最大変位を持つ正弦波パルスが別の単位に遭遇し、その結果が破壊的な干渉であるとします。オーバーラップの瞬間に完全にオーバーラップするため、媒体の粒子の変位はありません。
パルスが互いに破壊すると述べられている場合、それは 2 つのパルスが重なっているという事実を指しています。媒質の変位が破壊的干渉によって引き起こされる最大振幅の波の変位よりも小さい時間はごくわずかです。破壊的な干渉が発生する必要はありません。2 つの干渉波が反対方向に移動する同一の振幅を持っている必要はありません。
