波動與聲音

波的干涉

干涉是指兩個波重疊時,它們合成的圖樣呈現出固定分布的較大聲與較小聲(或較亮與較暗)的區域。往池塘裡丟兩顆石子,在漣漪環相交的地方,你會看到一格格波動與平靜交錯的圖案。它回答的問題是:波相遇時,為什麼有些地方會加強、有些地方會抵消?

干涉是疊加的結果,在每一點,波會相加。當它們同步(同相)抵達時互相加強,當它們不同步(反相)抵達時部分或完全抵消。對兩個頻率相同的波源,關鍵在於路徑差(path difference),也就是一個波為了抵達某點所多走的距離。路徑差為整數個波長時得到加強,為半波長(再加上整數個波長)時得到抵消。

干涉無所不在:油膜或肥皂泡上的彩色光澤、抗噪耳機,還有揭示光具波動性的著名雙狹縫實驗中那明暗相間的條紋。一個誠實的提醒:要看到清晰而穩定的干涉圖樣,需要同調(coherent)的波源,也就是頻率固定且相符、相位關係穩定的波,否則圖樣會變化得太快而看不出來。

兩個喇叭播放同一個穩定的音調。在房間裡走動時,你會經過一些較大聲的位置(波峰遇波峰)與一些出乎意料安靜的位置(波峰遇波谷),這是你真的聽得見的聲音干涉圖樣。

重疊的相同波建立起一個固定的加強與抵消圖樣。

干涉需要同調的波(頻率相符、相位穩定)。兩個彼此無關的聲音無法形成穩定的圖樣。

又称
interference干涉