ההבדל העיקרי - הפרעה בונה לעומת הרסנית

הפרעה בונה והרסנית הן תופעות המתרחשות כאשר כמה גלים נפגשים. ה ההבדל העיקרי בין התערבות בונה והרסנית היא זאת הפרעה בונה מתרחשת כאשר תזוזה של הגלים שנפגשים נמצאים באותו כיוון, ואילו הפרעה הרסנית מתרחשת כאשר תזוזה של הגלים שנפגשים נמצאים בכיוון ההפוך.

עקרון סופרפוזיציה

הפרעה בונה והרסנית מתרחשת עקב עקרון סופרפוזיציה. על פי עקרון זה, כאשר מספר גלים מאותו סוג נפגשים בנקודה, התזוזה המתקבלת בנקודה זו היא סכום התזוזה עקב כל אחד מהגלי האירוע..

כאשר שני גלים נפגשים והתנודות של שני הגלים נמצאים באותו שלב, אז אנו אומרים ששני הגלים מתנדנדים בשלב. ה הבדל פאזה בין שני גלים שנפגשים בשלב הוא מספר כפול שלם של pi (0, 2π, 4π,…). אם התנודות נמצאות בשלבים מנוגדים במחזור, אז אנו אומרים כי הגלים מתנדנדים יוצאים לגמרי מהשלב אוֹ באנטי פאזה. הפרש הפאזה בין שני גלים שנמצאים באנטי-פאזה הוא מכפיל מספר אי-זוגי שלם של pi (π, 3π, 5π,…).

מהי הפרעה בונה

הפרעה קונסטרוקטיבית מתרחשת כאשר גלים נפגשים, כאשר כל אחת מההזזות שלהם באותו כיוון. התוצאה היא שהתזוזות מחזקות זו את זו ויוצרות גל שנוצר עם משרעת גבוהה יותר מאשר המשרעת של כל אחד מהגלים שמשלבים לייצר אותו. התרשים שלהלן מציג שני גלים שנפגשים בשלב כדי לייצר הפרעה בונה:

הפרעה בונה בין שני גלים באותו שלב (מוצג באדום וירוק. הגל המתקבל מוצג בכחול).

מהי הפרעה הרסנית

כאשר הגלים המשתלבים בעלי תזוזה שלהם לכיוונים מנוגדים, הגל שנוצר הוא בעל משרעת נמוכה יותר. במקרים אלה ההפרעה הרסנית. בתרשים שלהלן גלי האירוע (המוצגים באדום וכחול) הנמצאים בתוכו אנטי פאזה אחד עם השני, לשלב כדי ליצור את הגל הכחול שנוצר. אם אמפליטודות גלי האירוע היו זהים, השניים היו מבטלים זה את זה לחלוטין, ולא יהיה גל כתוצאה מכך (כלומר, הגל שיתקבל יהיה בעל "משרעת אפס").

הפרעה הרסנית: שני גלי תקרית (אדום וירוק) שנמצאים באנטי -פאזה זה עם זה נפגשים, ומייצרים את הגל הכחול שנוצר.

אוזניות מבטל רעשים לסמוך על הפרעה הרסנית: כאשר מזוהה גל קול "רועש", האוזניות פולטות גל באנטי פאזה עם הרעש. שני הגלים מפריעים באופן הרסני, למעשה "מבטלים" את הרעש. ציפויים אנטי-רפלקטיביים במשקפיים עובדים באותו אופן. הציפוי המופעל על הזכוכית מחזיר אור מהבוהק לאחור לכיוון הזכוכית, כך שכאשר הבוהק פוגש את "הבוהק המוחזר", הם מפריעים באופן הרסני ומבטלים את הבוהק.

זכוכית רגילה (משמאל) בהשוואה לזכוכית עם ציפוי אנטי-רפלקטיבי (מימין). הציפוי האנטי-רפלקטיבי עושה שימוש בהפרעות הרסניות של גלי אור על מנת לבטל את הבוהק.

דפוסי הפרעות

כאשר גלים ממקורות שונים נפגשים, ההפרעה בכל נקודה מעבר למקורות תלויה בהבדל הפאזה בכל אחת מנקודות אלה. בשל ההבדל במרחקים שהגלים צריכים לעבור כדי להגיע למקום מסוים, ההפרעה תהיה בונה במקומות מסוימים והרסנית במקומות אחרים. התרשים להלן מראה כיצד שני גלים הנוצרים משתי התזות במים מפריעים. העיגולים הירוקים והאדומים מראים את חזיתות גל: כלומר הם מראים את מיקומם של ציורי הגלים.

דפוסי הפרעות הנוצרים משתי התזות במים.

כאשר שני פסגות נפגשות (כאשר קו אדום חוצה קו ירוק), מתרחשת הפרעה בונה ונוצר סמל גדול יותר. זה מוצג בלבן בתרשים לעיל. חלק מהמקומות הללו מסומנים ב- "C". כאשר שני שוקות נפגשות, ההפרעה שוב בונה. כאן נוצרות שוקות עמוקות יותר. מקומות אלה מוצגים בשחור, וחלק מהמקומות מסומנים ב- "T". כאשר שיאים ושוקות נפגשים, ההפרעה הרסנית. מקומות אלה יוצרים אזורים "מטושטשים" על המים. חלק מהאזורים הללו מוצגים בקו כחול.

ההבדל בין הפרעה בונה והרסנית

תזוזה של גלי תקריות

מתי הפרעה בונה מתרחש, גלי האירוע יש תזוזה באותו כיוון.

מתי הפרעה הרסנית מתרחשת, גלי האירוע יש תזוזה בכיוון ההפוך.

משרעת הגלים המתקבלים

מתי הפרעה בונה מתרחשת, משרעת הגל המתקבל גדולה יותר ממשרעת הגלים המתרחשים. לכן עוצמת הגלים המתקבלים גדולה מעוצמת גלי התקרית.

מתי הפרעה הרסנית מתרחשת, משרעת הגל המתקבל קטנה יותר מאשר המשרעות של גלי האירוע. לכן, עוצמת הגלים המתקבלים קטנה יותר מעוצמת גלי האירוע.

באדיבות התמונה:

"Simuliertes Interferenzbild zweier punktförmiger Quellen mit gleicher Wellenlänge…" מאת ד"ר שורש (יצירה משלו) [CC BY-SA 3.0], דרך ויקימדיה

"בתמונה זו מוצג חלון מצופה נגד בחירה…" מאת זארת (יצירה משלו) [CC0 1.0], באמצעות ויקימדיה