If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Hvis du sidder bag et internet-filter, skal du sikre, at domænerne *. kastatic.org og *.kasandbox.org ikke er blokeret.

Hovedindhold

Bølgeinterferens

David forklarer interferens i bølger og løser et par eksempler for at finde amplituden af den resulterende bølge, når to bølger overlapper hinanden. Lavet af David SantoPietro.

Vil du deltage i samtalen?

Ingen opslag endnu.
Forstår du engelsk? Klik her for at se flere diskussioner på Khan Academys engelske side.

Video udskrift

Du har er en snor og du giver den et ryk op og ned. Du ser en lille bølgepuls, der bevæger sig langs snoren. Men hvad sker der, når en anden person i den anden ende af snoren også sender en bølgepuls afsted mod den første, så de overlapper hinanden? Lad os finde ud af det. Der er en bølge, der går denne vej. Det er en firkant. Det ser lidt mærkeligt ud. Du skal være ret god, hvis du skal lave den med en snor, men måske er det ikke en snor. Lad os sige det er en lydbølge, en elektromagnetisk bølge eller en anden type. Det er en firkant, så det bliver nemmere for os at undersøge, hvad der sker. Denne bølge går denne vej og endnu en bølge går den vej. Dette er den samme snor. Der er ikke to snore. Der er én snor med to bølger, der går mod hinanden. Det ser ikke sådan ud, men der er kun én snor. Der er en snor, så kommer der en puls. Denne snor burde ikke være her. Den er blevet flyttet opad. Den blev forstyrret, men kom ned til nul. Der skal ikke være to snore her. Man kan ikke have to snore det samme sted. Snoren går herop og så går den ned igen. Men jeg har ikke tid til hele tiden at fjerne disse. Det ville gøre videoen meget lang. Når der er en streg under en puls, så lader vi som om, den ikke er der. Hvad sker der, når de to pulse overlapper? Jeg tager den ene og flytter den. Den anden bølge går henover den første. Jeg får bølge interferens. Bølgeinterferens er, når to eller flere bølger overlapper hinanden. Hvad sker der? Snoren kan ikke være to steder på en gang. Der kan kun være en snor med en facon. Formen af den resulterende bølge findes ved at lægge de to bølgers bidrag sammen. Højden af den resulterende bølge, som jeg kalder Y T, T for total, er lig med højden af den første bølge, som jeg kalder Y 1 plus højden af den anden bølge, som jeg kalder Y 2. Hvis du er bekendt med bølge ligningerne, så kan du blot indsætte to bølge ligninger her, lægge dem sammen til den resulterende bølge ligning. Ofte skal du ikke ty til disse matematiske udregninger med en bølge ligning. Du kan ofte blot se på figuren og se, hvordan den resulterende bølge vil se ud. Lad os prøve, men først en baggrund, så vi kan lægge sammen. Dette er 1 enhed høj, 2 enheder høj og 3 enheder høj. Det kan være meter eller centimeter, det er ligegyldigt. Vi siger blot 1 enhed, 2 enheder, 3 enheder. Hvordan ser den resulterende bølge ud? Jeg lægger bidraget fra hver bølge sammen. Begge bølger er 0 her, så det er nemt. 0 plus 0 er 0. Så kommer den hertil. Den blå bølge, bølge 1, har en højde på 1 enhed. Den lyserøde bølge, bølge 2, har en højde på 2 enheder. De går i forskellig retning. Det gør ikke noget. Præcis når de overlapper hinanden, er det 1 enhed plus 2 enheder lig med 3 enheder høj. Min resulterende bølge vil se sådan ud. Hvordan ser bølgen rigtig ud? Hvis dette er en snor, så den se sådan ud. Den vil være 3 enheder høj, mens de to bølger overlapper. Det var jo let nok. Kan det blive sværere? Hvad sker der, når bølgerne kun delvist overlapper hinanden? Når de er lige her, hvor de kun overlapper halvt. Hvordan ser den resulterende bølge så ud? Vi skal stadig bruge den samme regel. Summen af de to bidrag giver den resulterende bølge. Her har vi 0 plus 0 er 0, indtil vi når hertil. Nu er den blå bølge, bølge 1, 1 enhed høj. Højden af denne bølge er 1 enhed. Højden af den lyserøde bølge, bølge 2, er 0 enheder. 0 plus 1 er 1, så den resulterende bølge vil her se sådan ud. Her er den blå bølge 1 enhed høj og den lyserøde er 2 enheder høj. 1 plus 2 er 3, så den vil her se sådan ud. Her hvor den blå bølge er gået ned, skal vi bestemme en ny værdi. Den blå bølge er 0. Den lyserøde bølge er 2. 2 plus 0 er 2. Den resulterende bølge er sådan ud. Snoren, når de overlapper halvt, vil se sådan her ud. Hvis det var en snor, så vil det være meget svært at lave en firkantet bølge. Elektroniske signaler kan have firkantet bølger, der ser sådan her ud, hvis de overlapper. En lille advarsel. Dette fænomen, bølge interferens, er ret sejt, men du skal være forsigtig. Begrebet snyder lidt. Mens bølgerne overlapper, så dannes en anden bølge. De bliver forvrænget fordi den resulterende bølge er summen af de to bølger. Men bølgerne går gennem hinanden, hvilket er godt, for når vores telefoner udsender en tekst eller et opkald, så sender alle de andre telefoner også beskeder ud i de samme omgivelser. Disse elektromagnetiske bølger går lige gennem hinanden. Hvis de prellede af hinanden, hvis bølgerne blev kastet tilbage eller blev forvrænget, så informationen blev ændret, så formen af bølgen blev ændret, så ville det jo være temmelig svært at snakke i telefon eller sende beskeder. Husk, bølgeinteferens sker kun, når de overlapper. Bølgen kommer uændret ud. Interferens sker kun, mens de overlapper. De går gennem hinanden uændret. Hvilket er godt. Lad os se på et eksempel, der er lidt mere udfordrende. Jeg fjerner lige disse. Vi har disse to bølgepulse, den samme firkantede puls og denne mærkelige trekantede puls og de overlapper. Denne bølgepuls når hertil og den trekantede når hertil. Du har nu staten Nevada. Nej, snoren ligner ikke Nevada, da snoren ikke kan være to steder på en gang, så hvordan skal den se ud? Vi skal bruge samme regel som før for bølgeinteferens. Vi skal lægge værdien af hver bølge på et vist punkt sammen og får værdien af den resulterende bølge i det punkt. Hvad har vi her? Vi har 0 plus 0, så det er nemt. Her har den blå bølge værdien 1. Den lyserøde bølge har værdien 0. 0 plus 1 er 1. Nu bliver det lidt mærkeligt, da den lyserøde bølge ændrer sig. Her er det nemt, da den blå bølge har værdien 1. Lad os antage, den lyserøde bølge også er 1, altså -1 enhed. Blå bølge er 1, lyserød bølge er -1. Det bliver 0. 1 plus -1 er 0. Derefter bliver det 0. Hvad med i midten? Det enkle svar er faktisk korrekt. Den aftager blot således. Hvorfor? Lad os tage et punkt i midten. Her har den blå bølge en værdi på 1. Den lyserøde har værdien -1/2. 1 plus -1/2 er 1/2. Eller det her punkt. Den blå bølge har værdien 1. Den lyserøde bølge er -3/4. Den resulterende bølge er 1/4. Den aftager derfor lineært. Den lyserøde bølge tager større og større bider ud af den blå bølge. Den resulterende bølge ser sådan her ud, når disse to bølger overlapper. Denne metode med at lægge værdierne af hver bølge sammen det kaldes superpositionsprincippet. Noget af en mundfuld for noget der faktisk er ret enkelt. Den resulterende bølge findes ved at lægge værdierne af hver bølge sammen. En hurtig gennemgang. Bølgeinteferens er den situation, hvor to eller flere bølger overlapper hinanden i et område. Værdien af den resulterende bølge, når de overlapper, findes med superpositionsprincippet, som siger, at du lægger værdierne af hver bølge sammen i et givet punkt og du har den resulterende bølge i det punkt.