干渉

かんしょう

【干渉(かんしょう)】

定義

複数の波が同じ場所で重なり合うとき、それぞれの波の振動が重ね合わされて、新しい波の形になる現象。

特に、強め合う場所と弱め合う場所が空間的に規則的に現れることが特徴である。

イメージ

2つの波が同時に同じ場所に来ると、それぞれの振れの大きさが足し合わされる。

山と山が重なると大きな山になり、山と谷が重なると打ち消し合って小さくなる。
このようにして、明るい部分と暗い部分(または振幅が大きい部分と小さい部分)が交互に並ぶ。

たとえば、水面に2つの波を作ると、波が強くなる場所と弱くなる場所が縞状に現れる。

数式

干渉は、波の変位の重ね合わせで表される。

\[y = y_1 + y_2\]

\(y\):合成された波の変位(m)
\(y₁、y₂\):それぞれの波の変位(m)

また、強め合い・弱め合いの条件は経路差Δxで表せる。

強め合いの条件
\[Δx = nλ\]

弱め合いの条件
\[Δx = \left(n + \frac{1}{2}\right)λ\]

\(Δx\):2つの波の進んできた距離の差(m)
\(λ\):波長(m)
\(n\):整数(0,1,2,...)

ポイント

  • 干渉は「波の重ね合わせ」によって起こる現象である
  • 山+山は強め合い、山+谷は弱め合いになる
  • 経路差で強め合い・弱め合いの条件を判断する
分野: