TwiddleLab / Физика / Волны и звук

Волны складываются: интерференция

Урок 6 из 10 · 7 мин · Бесплатно, без аккаунта

Что ты узнаешь

• Суперпозиция: где волны перекрываются, их высоты складываются. Потом каждая идёт дальше без изменений.
• Конструктивная интерференция: гребень на гребень даёт волну больше.
• Деструктивная интерференция: гребень на впадину гасит. Наушники с шумоподавлением играют антиволну.

Начать урок

Как идёт урок

1. Наушники с шумоподавлением делают тишину, играя ещё больше звука. Как? Начнём с верёвки.

   Горб и такая же впадина бегут навстречу друг другу.

2. Запусти. Что происходит там, где они перекрываются?

   Пунктир показывает каждый импульс отдельно. Верёвка это жирная линия.

3. Две ровные волны. Сдвигай одну и смотри на их сумму.

4. Слова для сложения волн.

   Суперпозиция: где волны перекрываются, высоты складываются (впадина считается отрицательной). Потом каждая волна идёт дальше как прежде.

   Конструктивная интерференция: гребни встречаются с гребнями, результат больше.

   Деструктивная интерференция: гребни встречаются с впадинами, они гасятся. Равные и противоположные волны дают тишину.

   Упрощение: идеальные волны, которые складываются точно. Настоящие наушники хорошо гасят низкий ровный гул и хуже резкие высокие звуки.

5. Игра: погаси шум. Оставь меньше 10 % от каждого гула.

   Сдвигай свою антиволну и задай её высоту, потом «Закрепить».

6. Два динамика делают рябь в баке. Найди спокойные места.

   В спокойном месте расстояние до одного источника на полволны (или 1,5, 2,5...) больше, чем до другого, поэтому гребень одной ряби всегда приходит вместе с впадиной другой.

7. Математика: сложи две волны точка за точкой. Какая пара гасится?

   Сдвинь волну на половину её длины, и каждый гребень попадёт туда, где была впадина: сдвинутая волна это исходная, перевёрнутая вверх ногами, поэтому сумма везде ноль.

8. Антиволна наушников приходит на полпериода позже. Что ты слышишь?

   Антиволна это перевёрнутый гул. Задержка волны на полпериода тоже её переворачивает, поэтому два переворота гасятся, и она совпадает с гулом: высоты складываются.

9. Твоя антиволна против гула самолёта.

Предыдущий урок: Эхо: сонар и УЗИ · Следующий урок: Стоячие волны: почему у струн есть ноты · Часть курса: Волны и звук

Уроки интерактивные и работают на JavaScript. Включи его, чтобы играть.