4. Interferenza.


Un punto P di un mezzo continuo raggiunto da due onde Ψ1 e Ψ2 emesse da due diverse sorgenti O1 e O2 dalle quali dista rispettivamente r1 e r2 si muove come se fosse raggiunto da una unica onda Ψ risultante dalla somma di Ψ1 e Ψ2

In particolare se O1 e O2 oscillano in fase con uguali ampiezza e pulsazione, usando le forme di prostaferesi, si ha

Eqn001.gif

L'ampiezza di Ψ risulta

Eqn002.gif

Questa ampiezza assume il valore massimo 2A quando il modulo del coseno in (4.2) vale 1, cioè quando

Eqn003.gif

I punti P del mezzo per i quali il modulo della differenza tra le distanze di P da O1 e O2 è uguale ad un numero pari di semilunghezze d'onda oscillano con ampiezza massima.

L'ampiezza risultante invece si annulla, cioè il punto P non oscilla, quando il coseno è nullo, cioè quando

Eqn004.gif

I punti P del mezzo per i quali il modulo della differenza tra le distanze di P da O1 e O2 è un numero dispari di semilunghezze d'onda non oscillano.

Quindi, in presenza di due sorgenti con le caratteristiche dette, i punti del mezzo oscillano con ampiezze diverse che vanno da un valore massimo 2A ad un valore minimo 0. Tutti i punti contigui che non oscillano formano delle superfici iperboloidi dette superfici nodali. La stessa cosa succede per i punti con oscillazione di ampiezza massima, che formano superfici iperboloidi dette superfici ventrali.

In specifico se le due onde sono unidimensionali, cioè si propagano su un mezzo rettilineo, le superfici nodali e ventrali si riducono a punti detti nodi e ventri.

Possono risultare utili le animazioni in Onde.

Nelle condizioni date, nel punto intermedio tra due sorgenti c'è un ventre.

Se invece le sorgente O1 e O2 sono sfasate di mezzo periodo, cioè, per rendere l'idea, oscillano come i piatti opposti di una bilancia, le funzioni d'onda risultano, con una opportuna scelta dell'istante iniziale,

Eqn005.gif

Tutto funziona come se le sorgenti oscillassero in fase ma con la sorgente O2 ad una distanza aumentata di mezza lunghezza d'onda.

La situazione quindi si inverte rispetto al caso precedente: ora i punti P risultano nodi quando il modulo della differenza delle loro distanze da O1 e O2 è un numero pari di mezze lunghezza d'onda. Si hanno invece ventri nei punti P tali che la differenza delle loro distanze da O1 e O2 è un numero dispari di mezze lunghezza d'onda.

In particolare, nel punto intermedio tra le due sorgenti c'è un nodo.