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Interferenza

Autore: Leandro Alegsa

28-02-2021

In fisica, l'interferenza è l'effetto delle funzioni d'onda. Una singola onda può interferire con se stessa, ma questo è ancora un'addizione di due onde (vedi l'esperimento delle fenditure di Young). Due onde interferiscono sempre, anche se il risultato dell'aggiunta è complicato o non notevole.

Qualcosa che accade quando due o più onde si trovano nello stesso spazio. A volte il picco di un'onda si unisce al picco di un'altra onda, quindi il picco risultante è due volte più alto. A volte il picco di un'onda cade nel trogolo di un'altra onda, e la superficie è allora piatta. Quando le onde aggiungono i loro effetti, si chiama interferenza positiva, o interferenza costruttiva. Quando un'onda sottrae gli effetti dell'altra, si chiama interferenza negativa, o interferenza distruttiva.

Se due persone spingessero su una macchina nella stessa direzione, la sposterebbero meglio di una sola. Questa sarebbe un'interferenza positiva. Se due persone di uguale forza spingessero l'auto da direzioni opposte, allora non verrebbe mossa da nessuna delle due. Questa sarebbe un'interferenza negativa.

Quando due rocce colpiscono uno stagno nello stesso momento le loro onde interferiscono l'una con l'altra

Interferenza costruttiva

L'interferenza costruttiva avviene quando due o più onde sono nello stesso spazio e in fase. Quando questo accade, le ampiezze delle onde si sommano e il totale è maggiore dell'ampiezza di qualsiasi delle onde da sole. Questo fa sì che le onde appaiano più intense.

Al tempo = 0, una cima d'onda si muove da sinistra e un'altra onda si muove da destra.
Al tempo = 1, le due cime d'onda si incontrano nel mezzo.
Al tempo = 2, le due onde hanno continuato a muoversi in avanti e ricompaiono di nuovo alle loro altezze originali.

Interferenza costruttiva : Quando i vertici di due onde si incontrano nel mezzo si vede un'onda più alta.

Interferenza distruttiva

L'interferenza distruttiva avviene quando due o più onde sono nello stesso posto e fuori fase. Quando questo accade, le ampiezze delle onde si sommano e il totale è inferiore all'ampiezza di qualsiasi delle onde da sole. Questo fa sì che le onde appaiano meno intense.

Al tempo = 0, un'onda top si sta muovendo da sinistra e un'onda trough si sta muovendo da destra.
Al tempo = 1, le due onde si sono incontrate nel mezzo. La cresta (top) riempie la depressione.
Al tempo = 2, le due onde si sono spostate nella loro direzione originale e ciascuna riappare.

Esempi di interferenze

Dopo una pioggia, si possono spesso vedere dei modelli quando un po' di olio galleggia sopra le pozzanghere. I colori saranno nell'ordine: rosso, arancione, giallo, verde, blu e viola. Ognuno di questi colori della luce ha la sua lunghezza d'onda, e parti diverse dell'olio hanno spessori diversi. Parte della luce del sole rimbalza sulla superficie superiore, in altre parole rimbalza sull'olio. Parte della luce del sole rimbalza sulla parte superiore dell'acqua. Le onde di luce dalla superficie dell'olio e la luce dalla superficie dell'acqua si incontrano di nuovo nell'aria, e interferiscono. Per qualsiasi spessore dello strato d'olio, alcune delle onde luminose si aggiungono e altre si sottraggono, quindi il risultato è che un colore di luce sarà più forte lì.

Quando due lastre di vetro molto lucide vengono pressate insieme, a volte la distanza tra i due pezzi cambia da un posto all'altro. Quando ciò accade, il modello che si presenta è chiamato "anelli di Newton". Quando le fotografie di diapositive vengono messe tra due sottili lastre di vetro per essere mostrate in un proiettore di diapositive, questo tipo di disegno è un grosso problema. Lo stesso problema può presentarsi quando due vetrini da microscopio vengono messi insieme.

Le cuffie a cancellazione di rumore usano un'interferenza distruttiva per tagliare il rumore dall'esterno.

L'olio sull'acqua crea un modello di interferenza nei colori dello spettro

Anelli di Newton

L'interferenza produce uno spettacolo di luce su una bolla di sapone.

Domande di fisica

Ecco un diagramma del tipo di cosa che produce alcuni tipi di interferenza della luce. La distanza tra il pezzo di vetro superiore e quello inferiore diventa più grande vicino ai bordi esterni.

Una configurazione più semplice sarebbe quella di avere due pezzi di vetro piatti in contatto lungo un bordo e un angolo stretto tra le loro due facce. Se la separazione tra la superficie superiore del primo pezzo di vetro e la superficie superiore del secondo pezzo di vetro è, ad un certo punto, tale che i fasci di luce riflessi da ciascuno sono sincronizzati o in fase, allora la luce riflessa sarà luminosa, ma se i due fasci sono mezzo ciclo fuori fase, allora a quel punto i due fasci si annulleranno a vicenda e la luce riflessa non sarà luminosa.

Un pezzo di vetro curvo sopra un pezzo di vetro piatto

Due pezzi di vetro piatti che formano un angolo stretto l'uno con l'altro

Domande e risposte

D: Cos'è l'interferenza in fisica?

R: L'interferenza in fisica è l'effetto delle funzioni d'onda.

D: Una singola onda può interferire con se stessa?

R: Sì, una singola onda può interferire con se stessa.

D: Quando due onde si trovano nello stesso spazio, interferiscono sempre?

R: Sì, due onde interferiscono sempre quando si trovano nello stesso spazio.

D: Che cos'è l'interferenza positiva?

R: L'interferenza positiva, nota anche come interferenza costruttiva, si verifica quando le onde sommano i loro effetti.

D: Come si definisce l'interferenza negativa?

R: L'interferenza negativa, nota anche come interferenza distruttiva, si verifica quando un'onda si sottrae agli effetti dell'altra.

D: Può fare un esempio di interferenza positiva?

R: Sì, se due persone spingono una macchina nella stessa direzione, la sposteranno meglio di una sola. Questa sarebbe un'interferenza positiva.

D: Qual è un esempio di interferenza negativa?

R: Se due persone di pari forza spingono l'auto da direzioni opposte, l'auto non verrà spostata da nessuna delle due. Questa sarebbe un'interferenza negativa.