Tärkein ero - rakentava vs. tuhoava häiriö

Rakentava ja tuhoava häiriö ovat ilmiöitä, jotka tapahtuvat, kun useat aallot kohtaavat. The tärkein ero rakentavan ja tuhoavan puuttumisen välillä on se rakentava häiriö tapahtuu, kun aaltojen siirtymät, jotka kohtaavat, ovat samaan suuntaan, kun taas tuhoisa häiriö tapahtuu, kun aaltojen siirtymät, jotka kohtaavat, ovat vastakkaisiin suuntiin.

Päällepanon periaate

Rakentava ja tuhoava häiriö johtuu päällekkäisyyden periaate. Tämän periaatteen mukaan kun useat samantyyppiset aallot kohtaavat jossain vaiheessa, tuloksena oleva siirtymä tässä pisteessä on kunkin saapuvan aallon aiheuttamien siirtymien summa.

Kun kaksi aaltoa kohtaavat ja kahden aallon värähtelyt ovat samassa vaiheessa, sanomme, että kaksi aaltoa värähtelevät vaiheessa. The vaihe -ero kahden aallon välillä, jotka kohtaavat vaiheessa, on koko parillinen luku monikerta pi (0, 2π, 4π,…). Jos värähtelyt ovat syklin vastakkaisissa vaiheissa, sanomme, että aallot värähtelevät täysin vaiheen ulkopuolella tai antifaasissa. Vaihe-ero kahden antifaasissa olevan aallon välillä on koko pariton luku moninkertainen pi (π, 3π, 5π,…).

Mikä on rakentava häiriö

Rakentavaa häiriötä esiintyy, kun aallot kohtaavat ja jokainen siirtymä on samaan suuntaan. Tuloksena on, että siirtymät vahvistavat toisiaan muodostaen tuloksena olevan aallon, jonka amplitudi on korkeampi kuin minkä tahansa aallon amplitudi. Alla oleva kaavio näyttää kaksi aaltoa, jotka kohtaavat vaiheittain rakentavan häiriön aikaansaamiseksi:

Rakentava häiriö kahden aallon välillä samassa vaiheessa (näkyy punaisena ja vihreänä. Tuloksena oleva aalto näkyy sinisenä).

Mikä on tuhoava häiriö

Kun yhdistävien aaltojen siirtymät ovat vastakkaisiin suuntiin, syntyvän aallon amplitudi on pienempi. Näissä tapauksissa häiriö on tuhoisaa. Alla olevassa kaaviossa tulossa olevat aallot (näytetään punaisella ja sinisellä), jotka ovat sisällä antifaasi toistensa kanssa, muodosta sininen tuloksena oleva aalto. Jos tulevien aaltojen amplitudit olisivat olleet samat, nämä kaksi kumoaisivat kokonaan toisensa ja tuloksena olevaa aaltoa ei olisi (eli tuloksena olevan aallon amplitudi on nolla).

Tuhoisa häiriö: kaksi toisiinsa vastakkain tulevaa aaltoa (punainen ja vihreä) kohtaavat, jolloin syntyy sininen aalto.

Melua vaimentavat kuulokkeet luottaa tuhoavaa puuttumista: kun "meluisa" ääniaalto havaitaan, kuulokkeet lähettävät aaltoa vastavaiheessa melun kanssa. Kaksi aaltoa häiritsevät tuhoa ja "poistavat" melun tehokkaasti. Heijastamaton pinnoite lasit toimivat samalla tavalla. Lasille levitetty pinnoite heijastaa valoa häikäisystä takaisin lasia kohti, joten kun häikäisy kohtaa "heijastuneen häikäisyn", ne häiritsevät tuhoavasti ja poistavat häikäisyn.

Normaali lasi (vasemmalla) verrattuna heijastamaton pinnoite (oikea). Heijastamaton pinnoite hyödyntää valoaaltojen tuhoavaa häiriötä häikäisyn poistamiseksi.

Häiriömallit

Kun eri lähteistä tulevat aallot kohtaavat, häiriöt kussakin lähteen ulkopuolella olevassa pisteessä riippuvat kunkin pisteen vaihe -erosta. Koska etäisyydet, joita aaltojen on kuljettava päästäkseen tiettyyn paikkaan, eroavat toisistaan, häiriöt ovat joissain paikoissa rakentavia ja toisissa tuhoisia. Alla oleva kaavio osoittaa, kuinka kaksi aaltoa, jotka muodostuvat kahdesta vedessä olevasta roiskeesta, häiritsevät toisiaan. Vihreä ja punainen ympyrä osoittavat aaltorintamia: eli ne osoittavat aaltojen harjanteiden sijainnin.

Häiriöt, jotka muodostuvat kahdesta roiskeesta veteen.

Kun kaksi harjaa kohtaavat (kun punainen viiva ylittää vihreän viivan), tapahtuu rakentavaa häiriötä ja muodostuu suurempi harja. Tämä näkyy valkoisena yllä olevassa kaaviossa. Jotkut näistä paikoista on merkitty C -kirjaimilla. Kun kaksi kourua kohtaavat, häiriö on jälleen rakentavaa. Täällä muodostuu syvempiä kouruja. Nämä paikat on merkitty mustalla, ja jotkut näistä paikoista on merkitty T -kirjaimilla. Kun harjanteet ja kourut kohtaavat, häiriö on tuhoisaa. Nämä paikat muodostavat "sumeita" alueita vedessä. Jotkut näistä alueista on merkitty sinisellä viivalla.

Rakenteellisen ja tuhoavan häiriön välinen ero

Tapahtuma -aaltojen siirtymä

Kun rakentavaa puuttumista esiintyvillä aalloilla on siirtymiä samaan suuntaan.

Kun tuhoavaa puuttumista esiintyvillä aalloilla on siirtymiä vastakkaisiin suuntiin.

Tuloksena olevien aaltojen amplitudi

Kun rakentavaa puuttumista tapahtuu, tuloksena olevan aallon amplitudi on suurempi kuin tulevien aaltojen amplitudi. Siksi syntyvien aaltojen voimakkuus on suurempi kuin tulevien aaltojen intensiteetti.

Kun tuhoavaa puuttumista tapahtuu, tuloksena olevan aallon amplitudi on pienempi kuin tulevien aaltojen amplitudi. Siksi syntyvien aaltojen voimakkuus on pienempi kuin tulevien aaltojen intensiteetti.

Kuva:

"Simuliertes Interferenzbild zweier punktförmiger Quellen mit gleicher Wellenlänge…", tohtori Schorsch (Oma työ) [CC BY-SA 3.0], Wikimedia Commonsin kautta

Zaereth (Oma teos) [CC0 1.0], "Tässä valokuvassa on antirelection -päällystetty ikkuna…", Wikimedia Commonsin kautta