Symulacja interaktywna
Interferencja fal
Symulacja przedstawia superpozycję dwóch fal sinusoidalnych rozchodzących się w jednym kierunku. Ustaw odległość między źródłami d oraz amplitudę drugiego głośnika AIndeks dolny 22, za pomocą oznaczonych suwaków. Zaleca się uruchomienie symulacji w trybie pełnoekranowym.
Symulacja pozwala na sprawdzenie, jak nakładają się na siebie (interferują) fale. Fale przedstawione w symulacji są prostymi, jednowymiarowymi falami sinusoidalnymi o tej samej częstotliwości, generowanymi przez dwa głośniki znajdujące się blisko siebie. Jeden z głośników może być przesuwany względem drugiego wzdłuż kierunku rozchodzenia się fali. Do znajdującego się w pewnej odległości od głośników obserwatora dociera fala, która jest superpozycją fal wygenerowanych przez głośniki. W zależności od odległości między głośnikami, fala docierająca do obserwatora ma mniejszą lub większą amplitudę od fali wytworzonej przez głośniki. Dla pewnej odległości dochodzi też do całkowitego wygaszenia i obserwator nie słyszy żadnego dźwięku.
Rozważmy przykład. Mamy możliwość zmiany odległości między źródłami d. Jest to zakres od minus 2 pi do plus 2 pi. Istnieje również możliwość wyboru amplitudy drugiego głośnika A 2 od zera do dwóch. Wybierzmy najpierw minus dwa pi oraz A 2 równe 1. Teraz sygnały nakładają się w fazie. Sygnał, który dociera do ucha opisany jest jako wielkie A z indeksem dolnym max równe wielkie A z indeksem dolnym 2 plus 1. Sygnał stanowi złożenie dwóch sygnałów z głośników G 1 i G 2. Oczywiście jeśli zmniejszymy amplitudę A 2, sygnał A max również będzie miał mniejszą amplitudę.
Innym, skrajnym przypadkiem jest sytuacja, kiedy na przykład d jest równe minus pi. Wtedy dochodzi do całkowitego wygaszenia sygnału.
Obejrzyj symulację przedstawiającą interferencję fal sinusoidalnych rozchodzących się wzdłuż jednego kierunku. Odpowiada to sytuacji, gdy dwa głośniki stoją jeden za drugim, a detektor – ucho obserwatora znajduje się z nimi na jednej linii. W trakcie symulacji odległość między źródłami się zmienia. Zwróć uwagę, jak zmienia się amplituda superpozycji (sumy) dwóch fal w zależności od tego, w jakiej odległości od siebie znajdują się ich źródła.
Kiedy dojdzie, dzięki interferencji, do wzmocnienia, a kiedy do wygaszenia fal wytwarzanych przez głośniki?