Giao thoa sóng: pha, hiệu đường đi và điều kiện quan sát

🌊 Sóng chồng chất theo li độ tức thời

Khi hai sóng gặp nhau trong môi trường tuyến tính, li độ tổng bằng tổng đại số li độ thành phần. Tăng cường hay triệt tiêu phụ thuộc độ lệch pha tại điểm xét, không chỉ việc hai hình sóng “đụng nhau”.

Hai nguồn cùng pha

Độ lệch pha tại M là 2π(d₂−d₁)/λ. Cực đại khi Δd=kλ; cực tiểu khi Δd=(k+1/2)λ, với k nguyên, nếu biên độ hai sóng đủ gần nhau thì cực tiểu mới gần zero.

Ví dụ kiểm tra điểm M

Hai nguồn cùng pha, λ=4 cm và hiệu đường đi 10 cm. Δd=2,5λ nên M thuộc đường cực tiểu. Nếu nguồn thứ hai ban đầu lệch pha π, cùng hiệu đường đi ấy lại có thể cho cực đại; không được dùng công thức thuộc lòng bỏ giả thiết.

Vì sao cần nguồn kết hợp?

Nguồn kết hợp có cùng tần số và độ lệch pha ổn định theo thời gian. Hai nguồn độc lập có pha trôi làm các vân thay đổi nhanh, phép đo trung bình không cho mẫu giao thoa ổn định.

Năng lượng không biến mất

Vùng triệt tiêu không có nghĩa năng lượng toàn hệ bị hủy; giao thoa phân bố lại năng lượng giữa các vùng. Với sóng thực, hấp thụ và hình học còn ảnh hưởng biên độ.

✍️ Luyện tập

Tính loại vân cho ba hiệu đường đi. Sau đó đổi pha ban đầu một nửa chu kì và dự đoán hệ cực đại–cực tiểu thay đổi ra sao.