Interference · Interferencia
| English | Español |
|---|---|
| interference/ˌɪntəˈfɪərəns/ | interferencia |
| coherent/kəʊˈhɪərənt/ | coherente |
| constructive/kənˈstrʌktɪv/ | constructivo |
| destructive/dɪˈstrʌktɪv/ | destructivo |
| fringe/frɪndʒ/ | franja |
| path difference/pæθ ˈdɪfrəns/ | diferencia de trayectoria |
| antiphase/ˌæntɪˈfeɪz/ | en antifase |
| double slit/ˈdʌbl slɪt/ | doble ranura |
Two stones in a pond
- Drop two stones together and the ripples cross, making a steady criss-cross pattern.
- Some places churn; others stay almost still.
- This is interference 干涉 — superposition from two sources.
Dos piedras en un estanque
- Si se dejan caer dos piedras al mismo tiempo, las ondas se cruzan formando un patrón estable de cruces.
- En algunos lugares la agitación es intensa; en otros permanece casi quieta.
- Esto es interferencia 干涉 — superposición procedente de dos fuentes.
What interference is
- Two coherent 相干 waves overlap to give a fixed pattern.
- Bright (constructive 相长) where they add; dark (destructive 相消) where they cancel.
Two-source interference in a ripple tank: circular waves overlap to give lines of cancellation
¿Qué es la interferencia
- Dos ondas coherentes 相干 se solapan para dar lugar a un patrón fijo.
- Brillantes (constructiva 相长) donde se suman; oscuras (destructiva 相消) donde se cancelan.
Interferencia de dos fuentes en un tanque de ondas: ondas circulares que se solapan dando lugar a líneas de cancelación
Interference · Interferencia
y = y₁ + y₂
In phase → constructive · constructivo (bright/loud); antiphase → destructive · destructivo (dark/quiet). · En fase → constructiva (brillante/fuerte); en antifase → destructiva (oscura/suave).
Coherence
- Two sources are coherent if they keep a constant phase difference (same frequency).
- Two separate lamps are not coherent — their phases jump randomly, so any pattern flickers away.
The colours on a soap bubble come from interference of light
Coherencia
- Dos fuentes son coherentes si mantienen una diferencia de fase constante (misma frecuencia).
- Dos lámparas separadas no son coherentes — sus fases saltan aleatoriamente, por lo que cualquier patrón parpadea y desaparece.
Los colores de una burbuja de jabón provienen de la interferencia de la luz
Two coherent sources have: · Dos fuentes coherentes tienen:
Coherence means a constant phase difference (and so the same frequency) — needed for a steady pattern. · La coherencia significa una diferencia de fase constante (y por lo tanto la misma frecuencia) — necesaria para un patrón estable.
Two separate lamps make a steady, visible interference pattern. · Dos lámparas separadas producen un patrón de interferencia estable y visible.
No — their phase difference changes randomly, so any pattern flickers too fast to see. · No — su diferencia de fase cambia aleatoriamente, por lo que cualquier patrón parpadea demasiado rápido para verse.
Coherent sources have a ____ phase difference, and therefore the same frequency. · Las fuentes coherentes tienen una diferencia de fase ____, y por lo tanto la misma frecuencia.
Constant, not zero. Two sources permanently out of step by a quarter cycle are still coherent, and "in phase" is the wrong word here. · Constante, no cero. Dos fuentes permanentemente desfasadas un cuarto de ciclo siguen siendo coherentes, y "en fase" es la palabra incorrecta aquí.
Path difference 路程差
- Constructive: path difference $= n\lambda$ (a whole number of wavelengths) — the waves arrive in phase.
- Destructive: path difference $= \left(n + \tfrac{1}{2}\right)\lambda$ — the waves arrive in antiphase 反相.
Two coherent sources give lines of maximum displacement where crests meet crests
Diferencia de trayectoria 路程差
- Constructiva: diferencia de trayectoria $= n\lambda$ (un número entero de longitudes de onda) — las ondas llegan en fase.
- Destructiva: diferencia de trayectoria $= \left(n + \tfrac{1}{2}\right)\lambda$ — las ondas llegan en antifase 反相.
Dos fuentes coherentes dan lugar a líneas de desplazamiento máximo donde los crestones se encuentran con crestones
Constructive interference happens when the path difference is: · La interferencia constructiva ocurre cuando la diferencia de camino es:
$\Delta x = n\lambda$ → crests arrive together → they add. $(n+\tfrac{1}{2})\lambda$ gives cancellation. · $\Delta x = n\lambda$ → las crestas llegan juntas → se suman. $(n+\tfrac{1}{2})\lambda$ produce cancelación.
Destructive interference happens when the path difference is a whole number plus a ____ of a wavelength. · La interferencia destructiva ocurre cuando la diferencia de camino es un número entero más un ____ de una longitud de onda.
$\Delta x = \left(n + \tfrac{1}{2}\right)\lambda$ — a crest meets a trough, so they cancel. · $\Delta x = \left(n + \tfrac{1}{2}\right)\lambda$ — una cresta se encuentra con un valle, por lo que se cancelan.
Explaining the pattern in exam words
- Four marks, four sentences. 1. The two slits act as coherent sources (constant phase difference), because the same wave reaches both.
- 2. The waves from the two slits overlap and superpose.
- 3. Where the path difference is a whole number of wavelengths the waves arrive in phase → constructive interference → a bright fringe.
- 4. Where it is an odd number of half-wavelengths they arrive in antiphase → destructive → a dark fringe.
Explicar el patrón con palabras de examen
- Cuatro puntos, cuatro oraciones. 1. Las dos rendijas actúan como fuentes coherentes (diferencia de fase constante), porque la misma onda llega a ambas.
- 2. Las ondas procedentes de las dos rendijas se solapan y se superponen.
- 3. Donde la diferencia de trayectorias es un número entero de longitudes de onda, las ondas llegan en fase → interferencia constructiva → una franja brillante.
- 4. Donde es un número impar de semilongitudes de onda, llegan en antifase → destructiva → una franja oscura.
Put the steps of the explanation of a double-slit pattern in order. · Ordena los pasos de la explicación de un patrón de doble rendija.
Coherence first, then superposition, then the two path-difference conditions — each is a separate mark. · Coherencia primero, luego superposición, después las dos condiciones de diferencia de camino — cada una es una marca separada.
Young's double slit 双缝
- One source lights two slits, so they act as coherent sources.
- Fringe 条纹 spacing $x = \dfrac{\lambda D}{a}$ ($a$ = slit gap, $D$ = distance to screen).
Doble rendija de Young 双缝
- Una fuente ilumina dos rendijas, por lo que actúan como fuentes coherentes.
- Separación entre franjas $x = \dfrac{\lambda D}{a}$ ($a$ = separación entre rendijas, $D$ = distancia a la pantalla).
Light of wavelength $600\ \text{nm}$ passes through slits $1.0\ \text{mm}$ apart onto a screen $2.0\ \text{m}$ away. Find the fringe spacing, in mm. · Una luz de longitud de onda $600\ \text{nm}$ pasa por rendijas separadas $1.0\ \text{mm}$ sobre una pantalla a $2.0\ \text{m}$ de distancia. Encuentra el espaciamiento entre franjas, en mm.
$x = \dfrac{\lambda D}{a} = \dfrac{600 \times 10^{-9} \times 2.0}{1.0 \times 10^{-3}} = 1.2 \times 10^{-3}\ \text{m} = 1.2\ \text{mm}$.
Which changes increase the fringe spacing in a double-slit experiment? Select all · todos that apply. · ¿Qué cambios aumentan el espaciamiento entre franjas en un experimento de doble rendija? Selecciona todos los que correspondan.
x = lambda D / a has no brightness in it. A brighter source gives brighter fringes in the same places, which is a favourite distractor. · x = lambda D / a no incluye brillo. Una fuente más brillante da franjas más brillantes en los mismos lugares, lo cual es un distractor favorito.
Changing the fringe spacing
- From $x = \dfrac{\lambda D}{a}$: closer fringes need bigger $a$, smaller $D$, or shorter $\lambda$.
- Bluer light gives tighter fringes than red.
Cambiar la separación de las franjas
- De $x = \dfrac{\lambda D}{a}$: franjas más juntas requieren mayor $a$, menor $D$, o longitud de onda $\lambda$ menor.
- La luz azul produce franjas más apretadas que la roja.
Select all · todos the changes that make the fringes closer together. · Selecciona todos los cambios que hacen que las franjas estén más juntas.
From $x = \dfrac{\lambda D}{a}$: smaller $x$ needs a bigger $a$, a smaller $D$, or a shorter $\lambda$. · De $x = \dfrac{\lambda D}{a}$: un $x$ menor necesita un $a$ mayor, un $D$ menor o una $\lambda$ más corta.
Two slits 0.50 mm apart are lit by 600 nm light, with a screen 2.0 m away. What is the fringe spacing, in mm? · Dos rendijas separadas 0,50 mm se iluminan con luz de 600 nm, con una pantalla a 2,0 m de distancia. ¿Cuál es la separación entre franjas, en mm?
x = lambda D/a = (600e-9)(2.0)/(0.50e-3) = 2.4e-3 m. Convert both the wavelength and the slit separation to metres before dividing. · x = lambda D/a = (600e-9)(2.0)/(0.50e-3) = 2.4e-3 m. Convierte tanto la longitud de onda como la separación de rendijas a metros antes de dividir.
Worked example: from fringes to a frequency
A laser lights a double slit of separation $0.16\ \text{mm}$; the screen is $1.2\ \text{m}$ away. The distance from the centre of the first dark fringe to the centre of the ninth is $3.2\ \text{cm}$. Find the wavelength and the frequency of the light.
- Count the gaps: first to ninth is eight spacings, so $x = \dfrac{3.2}{8} = 0.40\ \text{cm} = 4.0 \times 10^{-3}\ \text{m}$.
- Wavelength: $\lambda = \dfrac{xa}{D} = \dfrac{(4.0 \times 10^{-3})(0.16 \times 10^{-3})}{1.2} = 5.3 \times 10^{-7}\ \text{m}$ — green light.
- Frequency: $f = \dfrac{c}{\lambda} = \dfrac{3.00 \times 10^{8}}{5.3 \times 10^{-7}} = 5.6 \times 10^{14}\ \text{Hz}$.
- Check: dark fringes are spaced the same as bright ones, so either kind gives $x$. Dividing by nine instead of eight is the usual slip.
Ejemplo resuelto: de franjas a una frecuencia
Un láser ilumina una doble rendija con separación $0.16\ \text{mm}$; la pantalla está a $1.2\ \text{m}$ de distancia. La distancia desde el centro de la primera franja oscura hasta el centro de la novena es de $3.2\ \text{cm}$. Hallar la longitud de onda y la frecuencia de la luz.
- Contar los espacios: de la primera a la novena hay ocho separaciones, así que $x = \dfrac{3.2}{8} = 0.40\ \text{cm} = 4.0 \times 10^{-3}\ \text{m}$.
- Longitud de onda: $\lambda = \dfrac{xa}{D} = \dfrac{(4.0 \times 10^{-3})(0.16 \times 10^{-3})}{1.2} = 5.3 \times 10^{-7}\ \text{m}$ — luz verde.
- Frecuencia: $f = \dfrac{c}{\lambda} = \dfrac{3.00 \times 10^{8}}{5.3 \times 10^{-7}} = 5.6 \times 10^{14}\ \text{Hz}$.
- Comprobación: las franjas oscuras están espaciadas igual que las brillantes, así que cualquiera de los dos tipos sirve para hallar $x$. Dividir por nueve en lugar de ocho es el error habitual.
In a double-slit pattern the centres of the first and sixth dark fringes are $2.0\ \text{cm}$ apart. What is the fringe spacing, in mm? · En un patrón de doble rendija, los centros de la primera y sexta franja oscura están separados $2.0\ \text{cm}$. ¿Cuál es el espaciamiento entre franjas, en mm?
First to sixth is five spacings: $x = \dfrac{2.0\ \text{cm}}{5} = 0.40\ \text{cm} = 4\ \text{mm}$. · De la primera a la sexta hay cinco espacios: $x = \dfrac{2.0\ \text{cm}}{5} = 0.40\ \text{cm} = 4\ \text{mm}$.
Worked example: two microwave sources
Two microwave transmitters emit in phase. A detector moved along a line finds the first minimum from the centre at a point where the two path lengths differ by $4.5\ \text{cm}$.
- First minimum: path difference $= \tfrac{1}{2}\lambda$, so $\lambda = 9.0\ \text{cm}$.
- Frequency: $f = \dfrac{c}{\lambda} = \dfrac{3.00 \times 10^{8}}{0.090} = 3.3 \times 10^{9}\ \text{Hz}$.
- Next maximum out from the centre: path difference $= \lambda = 9.0\ \text{cm}$.
- Check: the pattern is symmetrical about the centre line, so every point has a twin on the other side with the same intensity — that is the point an exam asks you to mark.
Ejemplo resuelto: dos fuentes de microondas
Dos transmisores de microondas emiten en fase. Un detector movido a lo largo de una línea encuentra el primer mínimo respecto al centro en un punto donde las dos trayectorias difieren en $4.5\ \text{cm}$.
- Primer mínimo: diferencia de trayectoria $= \tfrac{1}{2}\lambda$, por tanto $\lambda = 9.0\ \text{cm}$.
- Frecuencia: $f = \dfrac{c}{\lambda} = \dfrac{3.00 \times 10^{8}}{0.090} = 3.3 \times 10^{9}\ \text{Hz}$.
- Siguiente máximo hacia afuera del centro: diferencia de trayectoria $= \lambda = 9.0\ \text{cm}$.
- Comprobación: el patrón es simétrico respecto a la línea central, así que cada punto tiene su gemelo en el otro lado con la misma intensidad — ese es el punto que pide el examen que marques.
Coherent means a constant phase difference — not "in phase" and not merely "the same frequency". Two independent lamps of the same colour share a frequency but are not coherent, so no steady pattern forms. And fringe spacing is between adjacent fringes: the first-to-ninth distance is eight spacings, not nine.
Coherente significa una diferencia de fase constante — no "en fase" ni simplemente "la misma frecuencia". Dos lámparas independientes del mismo color comparten una frecuencia pero no son coherentes, por lo que no se forma un patrón estable. Y la separación de las franjas es entre franjas adyacentes: la distancia de la primera a la novena equivale a ocho separaciones, no a nueve.
You've got it
- interference needs coherent sources (constant phase difference)
- constructive: $\Delta x = n\lambda$ (in phase); destructive: $\Delta x = \left(n+\tfrac{1}{2}\right)\lambda$ (antiphase)
- double-slit fringe spacing $x = \dfrac{\lambda D}{a}$; count the gaps between fringes, not the fringes
Ya lo tienes
- la interferencia requiere fuentes coherentes (diferencia de fase constante)
- constructiva: $\Delta x = n\lambda$ (en fase); destructiva: $\Delta x = \left(n+\tfrac{1}{2}\right)\lambda$ (antifase)
- separación de franjas de doble rendija $x = \dfrac{\lambda D}{a}$; cuenta los espacios entre franjas, no las franjas mismas