干渉 (物理学)

建設的干渉

建設的干渉とは、2つ以上の波が同じ空間にあり、かつ位相が一致している場合に起こる現象である。このとき、各波の振幅が加算され、その合計は各波の振幅よりも大きくなります。これにより、波がより強く見えるようになる。

時間＝0では、1つの波のトップが左から、もう1つの波が右から動いている。
時刻＝1で、2つの波の頂点が真ん中で出会う。
2の時点では、2つの波はそれぞれ前進を続け、元の高さに戻っている。

破壊的な干渉 。ある波の頂点と別の波の谷（底）が真ん中で出会うと、水は平らなままになる。


建設的干渉 。2つの波の頂点が真ん中で出会うと、より高い波が見られる。

破壊的な干渉

破壊的な干渉は、2つ以上の波が同じ場所にあり、位相がずれているときに起こります。このとき、波の振幅は足し算され、その合計はいずれかの波単体の振幅よりも小さくなります。これにより、波の強さが弱くなったように見えます。

時刻=0では、波のトップが左から、波のトラフが右から押し寄せている。
時刻=1では、2つの波が中央で合流しています。クレスト（トップ）がトラフを埋めている。
時刻=2では、2つの波は元の方向に移動し、それぞれが再び現れている。

干渉の例

雨が降った後、水たまりの上に少し油が浮くと、よく模様が見えます。色は、赤、オレンジ、黄、緑、青、紫の順である。これらの色の光にはそれぞれ波長があり、油の部分によっては厚さが異なる。太陽からの光の一部は上面で跳ね返る、つまりオイルで跳ね返っています。太陽の光の一部は水の上面で跳ね返る。油面からの光の波と水面からの光の波は、空気中で再び出会い、干渉します。オイル層の厚さに関わらず、光の波の一部は加算され、一部は減算されるので、結果的にある色の光が最も強くなるのです。

高度に研磨された2枚のガラスを押し合わせると、2枚の間の距離が場所によって変わることがあります。その時に現れる模様を "ニュートンの輪 "と呼ぶ。スライド写真を2枚の薄いガラスで挟んでスライドプロジェクターで映すときに、このような模様が出ると大変なことになる。顕微鏡のスライドを2枚並べたときにも、同じような現象が起きる。

ノイズキャンセリングヘッドホンは、破壊的な干渉を利用して外部からの騒音をカットします。

物理問題

これは、ある種の光の干渉を起こすものの図である。上のガラスと下のガラスの距離は、外周に行くほど大きくなっています。

もっと簡単に言えば、2枚の平らなガラスを片方の縁に沿って接触させ、その2つの面の間に狭い角度をつけるという方法がある。1枚目のガラスの上面と2枚目のガラスの上面の間隔が、ある時点でそれぞれから反射される光のビームが同期または同位相になっていれば、反射光は明るくなりますが、2つのビームの位相が半サイクルずれていれば、その時点で2つのビームはお互いに打ち消し合ってしまい、反射光は明るくなりません。

平らなガラスよりも曲がったガラスの方が


2枚の平らなガラスが互いに狭い角度を成していること