Back to chapter

7.3:

Interferentie en Diffractie

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Interference and Diffraction

Languages

Share

Een unieke eigenschap van golven is dat wanneer ze met elkaar in contact komen, ze op een zodanige manier samenwerken dat de resulterende golf een versterkte of verminderde amplitude heeft. Dit fenomeen wordt interferentie genoemd. Wanneer de toppen van twee golven zijn uitgelijnd, zijn ze in fase’Terwijl deze golven op elkaar inwerken, tellen hun amplitudes op en wordt een golf met verhoogde amplitude geproduceerd.Dit is constructieve interferentie. Als de twee golven niet uitgelijnd zijn zodat hun toppen in tegengestelde richting zijn zijn ze uit fase’In dit geval heeft de resulterende golf een lagere amplitude. Dit is destructieve interferentie.Wanneer het dal van de ene golf volledig overlapt met de top van de andere, heffen de golven elkaar op. Diffractie is een ander kenmerkend gedrag van golven. Bekijk een golf van bovenaf zodat de toppen worden weergegeven door verticale lijnen en stel je voor dat deze naar een barrière reist met een kleine opening.De opening in de barrière is qua grootte vergelijkbaar met de golflengte. Terwijl de golf erdoorheen gaat, buigt deze zich om de hoeken van de opening en verspreidt zich in verschillende richtingen. Maar hoe gedragen golven zich als er twee of meer openingen in de barrière zijn?Dit kan worden waargenomen met een lichtbron. Wanneer licht wordt uitgezonden, passeert de golf het paar dicht bij elkaar gelegen spleten en komen er twee afgebogen golven tevoorschijn. Deze golven interfereren met elkaar om een patroon te creëren.Wanneer de twee golven dezelfde afstand afleggen, interfereren ze constructief. Dit wordt waargenomen door het verschijnen van een heldere lijn. Op een kleine afstand van het centrum, in beide richtingen, legt de ene golf een iets grotere afstand af dan de andere golf en raken ze uit fase’De destructieve interferentie creëert een donkere regio.Afhankelijk van de afstanden die de golven afleggen, ontstaat er een interferentiepatroon van afwisselend heldere en donkere lijnen. Dit experiment met dubbele spleet demonstreert de golfkarakteristiek van licht.

7.3:

Interferentie en Diffractie

Interference is a characteristic phenomenon exhibited by waves. When two electromagnetic waves interact with their peaks and troughs coinciding, a resulting wave with enhanced amplitude is produced. This is known as constructive interference. In this case, the two waves interacting are in phase with each other.

Alternatively, if the two waves coincide and interact in a way such that the trough of one wave coincides with the peak of the other (in an out of phase manner), the resultant wave will display a much lower amplitude. This is known as destructive interference.

Waves also show a characteristic behavior called diffraction. When a beam of light passes through a slit with a size comparable to the wavelength of the incident beam - the beam bends (or diffracts) around the slit. On the contrary, when a stream of particles is passed through a slit, the particles simply come out through the aperture.

Further, when a beam of light passes through a pair of closely spaced slits separated by a distance comparable to the wavelength of light, circular waves are produced at each slit by the process of diffraction. These two waves interfere with each other such that an interference pattern with alternate dark and bright lines is obtained on a screen placed at a short distance behind the slits.

The bright-line is produced at the center of the screen as the two waves travel an equal distance to reach this point and interfere constructively. When the two waves travel the small distance away from the center in either direction, they travel slightly different distances. They are out of phase. When the difference in their traveled distances is exactly one half of the wavelength,   they meet by producing destructive interference. The dark regions correspond to regions where the peaks for the wave from one slit happen to coincide with the troughs for the wave from the other slit (destructive interference), while the brightest regions correspond to the regions where the peaks for the two waves (or their two troughs) happen to coincide (constructive interference). The diffraction pattern is an inherent property of waves and presents compelling evidence for the wave nature of light. 

This text is adapted from Openstax, Chemistry 2e, Section 6.1: Electromagnetic Energy.