Интерференция и дифракция

Интерференция — характерный феномен, проявляемый волнами. Когда две электромагнитные волны взаимодействуют с совпадающими пиками и желобами, образуется результирующая волна с повышенной амплитудой. Это называется конструктивной интерференцией. В этом случае две взаимодействующие волны находятся в фазе друг с другом.

В качестве альтернативы, если две волны совпадают и взаимодействуют таким образом, что минимум одной волны совпадает с пиком другой (в разфазной манере), результирующая волна будет отображать гораздо меньшую амплитуду. Это называется деструктивной интерференцией.

Волны также показывают характерное поведение, называемое дифракцией. Когда луч света проходит через щель размером сопоставимую с длиной волны падающего пучка －луч изгибается (или рассеивается) вокруг щели. Напротив, когда поток частиц проходит через щель, частицы просто выходят через отверстие.

Далее, когда луч света проходит через пару близко расположенных щелей, отстоящих на расстояние, сравнимое с длиной волны света, от каждой щели образуется круговая волна в процессе дифракции. Эти две волны интерферируют друг с другом, так что на экране, размещенном на небольшом расстоянии от щели, появляется интерференция-узор с чередующимися темными и яркими линиями.

Яркая линия образуется в центре экрана, так как две волны проходят равное расстояние, чтобы достичь этой точки и конструктивно итерферировать. Когда две волны проходят небольшое расстояние от центра в любом направлении, они проходят немного разные расстояния. Они не в фазе. Когда разница в пройденном расстоянии составляет ровно половину длины волны, они встречаются, производя деструктивную интерференцию. Темные области соответствуют областям, где пики для волны из одной щели совпадают с минимумами для волны из другой щели (деструктивная интерференция), в то время как наиболее яркие области соответствуют областям, где пики для двух волн (или их минимумы) совпадают (конструктивная интерференция). Картина дифракции является неотъемлемым свойством волн и представляет неопровержимые доказательства волновой примоль света.  

Этот текст адаптирован из Openstax, Химия 2e, раздел 6.1: Электромагнитная энергия.