Neste tópico, vamos discutir diferentes tipos de interferência da luz que são observados na natureza e falaremos exaustivamente sobre cada tipo de interferência com fatos detalhados.
Com base em como os raios de luz interferem em cada um, podemos classificar a interferência da luz da seguinte forma: -
Interferência construtiva
Quando duas ondas diferentes interferem de tal forma que a crista de uma direção se sobrepõe à crista de outra onda, então isso é chamado de interferência construtiva.
A figura abaixo mostra como duas ondas se sobrepõem para formar um padrão de interferência construtiva
As franjas mais brilhantes são formadas devido à interferência construtiva. A onda resultante deriva a amplitude que é a amplitude resultante das duas ondas sobrepostas. Como ambas as cristas da onda se sobrepõem, a amplitude resultante é maior do que ambas as ondas.
A crista de uma onda cai exatamente na crista de outra onda, dando assim a diferença de fase zero e, portanto, diz-se que está em fase. Além disso, o deslocamento das ondas em um período de tempo fixo é igual. Portanto, as franjas brilhantes são obtidas na tela devido à sobreposição de crista a crista das ondas.
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Interferência destrutiva
Se a crista de uma onda é imposta ao vale de outra onda quando duas ondas se sobrepõem, então a interferência das duas ondas é chamada de interferência destrutiva.
A figura abaixo esclarece como duas ondas se sobrepõem para formar um padrão de interferência construtiva
A crista da onda 1 se sobrepõe ao vale da segunda onda. Portanto, a diferença de fase de ambas as ondas é de 180 graus e, portanto, as ondas são consideradas fora de fase. O deslocamento da onda não é único em um determinado intervalo de tempo.
As ondas ao interferir, desaparecem juntas, dando amplitude zero e nenhuma intensidade. Como não há intensidade de luz dada, as franjas escuras são produzidas devido à interferência destrutiva.
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Interferência parcial
Quando duas ondas de mesmo comprimento de onda e frequência são sobrepostas de tal forma que a crista e o vale da onda não se sobrepõem. Esta é a soma das interferências construtivas e destrutivas.
As duas ondas que se impõem uma à outra são mostradas nos diagramas abaixo.
As ondas são parcialmente impostas, daí chamadas parcialmente interferidas. Se as duas ondas sonoras mostrarem interferência parcial, a onda sonora resultante produzida será ouvida parcialmente silenciada com frequência.
A interferência parcial é de dois tipos, interferência construtiva parcial e interferência destrutiva parcial. A interferência construtiva parcial ocorre quando a crista de duas ondas não está exatamente sobreposta uma à outra ou a fase de cada onda não é a mesma. E se a crista de uma onda não se sobrepõe exatamente ao vale da segunda onda, então ela é chamada de interferência destrutiva parcial.
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Interferência de filme fino
Quando um raio de luz reflete de duas superfícies da camada muito fina de sólido ou líquido, os raios de luz refletidos das superfícies superior e inferior interferem e dão padrões coloridos de luz.
Crédito de imagem: P
Durante este tipo de interferência, uma parte da luz é refletida e uma parte da luz é transmitida. Exemplos de interferências de filmes finos são a luz refletida de bolhas de sabão, o reflexo da luz da piscina, uma fina camada de óleo na água, uma fina camada de líquido na estrada, etc.
O que é interferência?
Dois ou mais feixes de luz atravessando um ao outro é chamado de interferência de luz.
Duas ondas se sobrepõem para produzir uma onda resultante com a mesma amplitude ou aumentar ou diminuir a amplitude da onda emergente.
A interferência da luz dá as franjas escuras que são chamadas de mínimos onde a intensidade da luz é zero e as franjas claras chamadas de máximos onde a intensidade dos raios de luz é máxima.
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Como a interferência é diferente da difração?
A interferência é a sobreposição de duas ou mais ondas, enquanto a difração é a curvatura das ondas de luz.
As franjas formadas por interferência da luz são igualmente espaçadas e não como a observada no padrão de difração da luz onde o espaçamento entre as franjas vai diminuindo a partir do centro.
A intensidade da luz é mais alta no centro se observarmos o padrão de difração, mas no caso do padrão de interferência, a intensidade de todos os máximos tem a mesma intensidade. Ao contrário da difração, as franjas são igualmente espaços no padrão de interferência. O mínimo observado no difração de luz não são perfeitamente escuras, enquanto as franjas escuras vistas no padrão de interferência são perfeitamente escuras.
O que é interferência quântica?
Da palavra quantum, entende-se que se assemelha aos quanta das partículas.
A adição de uma função de onda de uma partícula com base na probabilidade de encontrar a partícula em duas posições diferentes em uma onda interferindo entre si é chamada de interferência quântica.
Pode ser denotado pela equação abaixo,
Ψ(x,t)=ΨA(x,t)+ΨB(x, t)
Onde Ψ (x,t) é uma superposição linear de duas ondas
ΨA(x,t) é uma função de onda de uma partícula na condição A
ΨB(x,t) é uma função de onda de uma partícula na condição B
A probabilidade de encontrar a partícula em certa posição 'x' é o quadrado da função de onda da partícula.
Conseqüentemente,
P=Ψ(x,t)2=(ΨA(x,t)+ΨB(x,t))2
P=(ΨA(x, t)2+ΨB(x, t)2+ΨA(x, t)+ΨB(x,t)+ΨA(x,t)+ΨB(x, t)
Os termos ΨA(x,t)/ΨB(x,t) e ΨA(x,t)+ΨB(x, t) representam a interferência quântica. Considerando que o termo ΨA2(x,t) dá a probabilidade exata de uma partícula na condição A e o termo ΨB2(x,t) dá a probabilidade exata de uma partícula na condição B.
O que é Ressonância?
A ressonância ocorre quando a frequência corresponde à frequência natural do objeto.
A interferência construtiva repetitiva resulta em ressonância como o frequência da onda corresponde à frequência natural de vibração de qualquer objeto.
Se você martelar um diapasão e o segurar próximo ao vaso oco, as vibrações produzidas pelo diapasão percorrerão o vaso; e uma vez que a frequência das ondas vibratórias coincide com a frequência natural do vaso oco, um som ressonante será produzido através de um vaso.
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O que são batidas?
É uma interferência de dois ondas sonoras de frequências semelhantes e uma diferença de fase constante.
A adição de duas ondas com frequências semelhantes se sobrepõem de forma a formar nós e antinodos; a distância entre dois antinodos é chamada de batida.
A sobreposição da onda e a onda resultante produzida terão a aparência mostrada abaixo
Isso é usado para afinar qualquer instrumento musical. Suponha que você queira afinar a corda 1 na guitarra, então levante um diapasão tocando a nota “E” e toque uma nota enquanto você conecta a corda 1 que está levemente desafinada, então ambas as notas parecerão estar em sincronia inicialmente e então vai sair do tom.
Perguntas Frequentes
O que é fase de uma onda?
Uma fase de uma onda é calculada no eixo de propagação de uma onda.
Um comprimento de onda completo λ de uma onda, que é a adição da função seno e cosseno, dá uma fase completa de 360 graus. Metade do comprimento de onda dará 180 graus.
Qual é a diferença de fase entre as duas ondas?
A diferença de fase é o grau em que uma onda está atrasada em relação à fase da outra onda.
Se as duas ondas se sobrepuserem exatamente na crista a crista uma da outra, a diferença de fase será zero. Para interferência construtiva parcial ou destrutiva parcial, a diferença de fase é maior que 0 e menor que 90 graus.
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Olá, sou Akshita Mapari. Eu fiz M.Sc. em Física. Trabalhei em projetos como Modelagem numérica de ventos e ondas durante ciclones, Física de brinquedos e máquinas mecanizadas de emoção em parque de diversões baseado na Mecânica Clássica. Fiz um curso de Arduino e realizei alguns miniprojetos no Arduino UNO. Gosto sempre de explorar novas zonas no campo da ciência. Pessoalmente, acredito que o aprendizado é mais entusiasmado quando aprendido com criatividade. Além disso, gosto de ler, viajar, dedilhar violão, identificar rochas e estratos, fotografar e jogar xadrez.