Différence principale - Interférence constructive contre interférence destructive

Les interférences constructives et destructives sont des phénomènes qui se produisent lorsque plusieurs vagues se rencontrent. Les différence principale entre les interférences constructives et destructives est que l'interférence constructive se produit lorsque les déplacements des ondes qui se rencontrent sont dans la même direction, tandis que l'interférence destructive se produit lorsque les déplacements des ondes qui se rencontrent sont dans des directions opposées.

Principe de superposition

Des interférences constructives et destructives se produisent en raison de la principe de superposition. Selon ce principe, lorsque plusieurs ondes du même type se rencontrent en un point, le déplacement résultant en ce point est la somme des déplacements dus à chacune des ondes incidentes.

Lorsque deux vagues se rencontrent et que les oscillations des deux vagues sont au même stade, alors nous disons que les deux vagues oscillent en phase. Les Différence de phase entre deux ondes qui se rencontrent en phase est un multiple entier pair de pi (0, 2π, 4π, …). Si les oscillations sont aux étapes opposées du cycle, alors on dit que les ondes oscillent complètement déphasé ou en opposition de phase. La différence de phase entre deux ondes en opposition de phase est un multiple entier impair de pi (π, 3π, 5π, …).

Qu'est-ce que l'interférence constructive

L'interférence constructive se produit lorsque les ondes se rencontrent, ayant chacun de leurs déplacements dans la même direction. Le résultat est que les déplacements se renforcent mutuellement, formant une onde résultante avec une amplitude plus élevée que l'amplitude de n'importe laquelle des ondes qui se combinent pour la produire. Le schéma ci-dessous montre deux ondes se rencontrant en phase pour produire des interférences constructives:

Interférence constructive entre deux ondes dans la même phase (en rouge et en vert. L'onde résultante est en bleu).

Qu'est-ce que l'interférence destructive

Lorsque les ondes qui se combinent ont leurs déplacements dans des directions opposées, l'onde résultante produite a une amplitude plus faible. Dans ces cas, l'interférence est destructrice. Dans le diagramme ci-dessous, les ondes incidentes (en rouge et en bleu) qui sont en antiphase les uns avec les autres, se combinent pour former l'onde résultante bleue. Si les amplitudes des ondes incidentes avaient été les mêmes, les deux s'annuleraient complètement et il n'y aurait pas d'onde résultante (c'est-à-dire que l'onde résultante aura « l'amplitude zéro »).

Interférence destructrice: deux ondes incidentes (rouge et verte) qui sont en opposition de phase l'une avec l'autre se rencontrent, produisant l'onde résultante bleue.

Casque antibruit compter sur interférence destructrice: lorsqu'une onde sonore « bruyante » est détectée, le casque émet une onde en opposition de phase avec le bruit. Les deux ondes interfèrent de manière destructive, « annulant » efficacement le bruit. Revêtements antireflet dans les verres fonctionnent de la même manière. Le revêtement appliqué sur le verre réfléchit la lumière de l'éblouissement vers le verre, de sorte que lorsque l'éblouissement rencontre l'« éblouissement réfléchi », ils interfèrent de manière destructive, annulant l'éblouissement.

Verre normal (gauche) comparé au verre avec revêtement antireflet (droite). Le revêtement antireflet utilise l'interférence destructive des ondes lumineuses afin d'annuler l'éblouissement.

Modèles d'interférence

Lorsque des ondes provenant de différentes sources se rencontrent, l'interférence à chaque point au-delà des sources dépend de la différence de phase à chacun de ces points. En raison de la différence des distances que les ondes doivent parcourir pour atteindre un endroit particulier, l'interférence sera constructive à certains endroits et destructrice à d'autres. Le schéma ci-dessous montre comment deux vagues formées par deux projections d'eau interfèrent. Les cercles verts et rouges indiquent le fronts d'onde: c'est-à-dire qu'ils montrent les positions des crêtes des vagues.

Motifs d'interférence formés par deux éclaboussures d'eau.

Lorsque deux crêtes se rencontrent (quand une ligne rouge croise une ligne verte), une interférence constructive se produit et une plus grande crête se forme. Ceci est indiqué en blanc dans le schéma ci-dessus. Certains de ces endroits sont marqués de « C ». Là où deux creux se rencontrent, l'interférence est à nouveau constructive. Ici, des creux plus profonds se forment. Ces lieux sont indiqués en noir, et certains de ces lieux sont marqués de « T ». Lorsque les crêtes et les creux se rencontrent, l'interférence est destructrice. Ces endroits forment des régions « floues » sur l'eau. Certaines de ces régions sont représentées par une ligne bleue.

Différence entre les interférences constructives et destructives

Déplacement des ondes incidentes

Lorsque interférence constructive se produit, les ondes incidentes ont des déplacements dans la même direction.

Lorsque interférence destructrice se produit, les ondes incidentes ont des déplacements dans des directions opposées.

Amplitude des ondes résultantes

Lorsque interférence constructive se produit, l'amplitude de l'onde résultante est supérieure aux amplitudes des ondes incidentes. Par conséquent, l'intensité des ondes résultantes est plus grande que l'intensité des ondes incidentes.

Lorsque interférence destructrice se produit, l'amplitude de l'onde résultante est inférieure aux amplitudes des ondes incidentes. Par conséquent, l'intensité des ondes résultantes est inférieure à l'intensité des ondes incidentes.

Image de courtoisie:

« Simuliertes Interferenzbild zweier punktförmiger Quellen mit gleicher Wellenlänge… » par le Dr Schorsch (Travail personnel) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Cette photo montre une fenêtre revêtue d'anti-rélection…" par Zaereth (Travail personnel) [CC0 1.0], via Wikimedia Commons