Uvod
Kada se kroz neku sredinu prostire jedan talas, lako ga prepoznajemo i pratimo. Međutim, ako se istovremeno prostire više talasa, slika postaje složena i pojedinačne talase je teško uočiti. Kako se tada ponašaju čestice sredine?
Princip superpozicije
Pretpostavimo da se kroz sredinu prostiru dva talasa – ljubičasti i žuti. Svaka čestica sredine istovremeno je pod dejstvom oba talasa. Ako prvi talas uzrokuje elongaciju $y_1$ (npr. na dole), a drugi talas elongaciju $y_2$ (npr. na gore), konačna elongacija čestice biće: $ y = y_1 + y_2 $
Dakle, elongacija čestice u svakom trenutku je vektorski zbir elongacija svih talasa koji je zahvataju. Ovo pravilo važi i kada se prostire više od dva talasa.
Interferencija
Interferencija je poseban slučaj superpozicije, kada se kroz sredinu prostiru dva istovetna talasa.
Konstruktivna i destruktivna interferencija
Ako su talasi u fazi (nema kašnjenja), amplituda rezultujućeg talasa je dvostruka: $ A = A_1 + A_2 = 2A $
Ako su talasi u kontrafazi (razlika faze $ \pi $), dolazi do poništavanja: $ A = A_1 + (-A_2) = 0 $
Rezultujući talas ne postoji.
Međuvrednosti
Ako postoji fazno kašnjenje, amplituda rezultujućeg talasa zavisi od razlike faze: $ A = 2A \cos \frac{\Delta \varphi}{2} $ gde je $\Delta \varphi$ razlika faze između talasa.
Praktična primena
Destruktivna interferencija se koristi kod prigušivača zvuka (npr. u izduvnim sistemima automobila). Reflektovani zvuk u prigušivaču ulazi u kontrafazu sa izlaznim zvukom, što značajno smanjuje buku.
Ključne formule:
- Superpozicija: $ y = y_1 + y_2 $
- Konstruktivna interferencija: $ A = 2A $
- Destruktivna interferencija: $ A = 0 $
- Opšti slučaj: $ A = 2A \cos \frac{\Delta \varphi}{2} $