Interferenza di due onde identiche

Testo

Due onde identiche si incontrano in un punto. In che condizioni producono interferenza costruttiva massima? E distruttiva totale? Dove finisce l’energia nel secondo caso?

Soluzione

Principio di sovrapposizione. Nel punto d’incontro lo spostamento risultante è la somma istante per istante dei due spostamenti.

Interferenza costruttiva massima. Le due onde devono avere la stessa frequenza e arrivare in fase (differenza di fase nulla, $\Delta\varphi = 0$, cioè cammini che differiscono di un numero intero di lunghezze d’onda). Le ampiezze si sommano: se sono uguali ($A$), l’ampiezza risultante è $2A$ e l’intensità $\propto (2A)^2 = 4$ volte quella singola.

Interferenza distruttiva totale. Serve stessa frequenza, stessa ampiezza e fase relativa $\Delta\varphi = \pi$ (cammini che differiscono di mezza lunghezza d’onda, o multipli dispari). Le onde si cancellano: ampiezza risultante nulla.

Dove finisce l’energia. L’energia non scompare: l’interferenza distruttiva in un punto è sempre accompagnata da interferenza costruttiva in altri punti. Mediata su tutta la regione, l’energia totale si conserva, semplicemente si ridistribuisce spazialmente (massimi e minimi delle frange).

$\ev{\text{Costruttiva max: stessa } f,\ \Delta\varphi=0.\quad \text{Distruttiva tot.: stessa } f \text{ e } A,\ \Delta\varphi=\pi.\quad \text{Energia si ridistribuisce.}}$

Collegamenti

Argomenti: Onde Concetti: Interferenza Competenze: Principio di sovrapposizione