An’s Physics Lecture 시뮬레이터

WAVES & VIBRATIONS

두 점파원의 간섭

관측점을 옮기며 경로차와 합성 진폭을 비교한다.

시작 대기
t0.00 s
파원 1에서 거리r_1
—m
파원 2에서 거리r_2
—m
경로차 ÷ 파장\frac{|r_2-r_1|}{\lambda}
—
합성 진폭 ÷ A\frac{A_\mathrm{P}}{A}
—

동위상 점파원의 간섭

동일한 진동수·위상·진폭의 두 점파원이다. 비교를 위해 관측점에 도착한 진폭을 같다고 가정하며 거리 감쇠는 생략한다. 따라서 완전한 상쇄가 가능하다. 마루는 실선, 골은 점선이며 파원은 제자리에 있다. 가로·세로 좌표는 같은 m 축척이다.

y_i=A\cos(\omega t-kr_i),\qquad\frac{A_\mathrm{P}}{A}=2\left|\cos\left(\frac{\pi(r_2-r_1)}{\lambda}\right)\right|
|r_2-r_1|=n\lambda\quad\text{(constructive)},\qquad |r_2-r_1|=\left(n+\frac{1}{2}\right)\lambda\quad\text{(destructive)}

아래 그림은 같은 축척의 두 경로를 따라 공간 파형을 그린다. 파형의 끝이 관측점의 현재 위상을 나타낸다. 관측점은 누르거나 손잡이를 끌어 옮기며, 그림에 초점을 두고 화살표 키로 0.05 m씩 옮길 수도 있다. 첫 상쇄 프리셋은 허용 입력 간격 안에서 경로차가 반 파장에 가장 가까운 점을 정한다.

조작과 초기화

슬라이더 또는 오른쪽 값을 직접 입력하고 Enter나 Tab으로 확정한다. 물리 조건을 바꾸면 시간을 0으로 되돌리고 정지한다. 관측 위치와 표시 도구 변경은 시간을 유지한다. 처음으로는 현재 조건을 유지하고, 전체 초기화는 조건·배속·표시 도구도 기본값으로 되돌린다.

Space 재생·일시정지 · → 정지 중 0.025 s 진행 · R 처음으로 · F 집중 모드 · Esc 창·집중 모드 닫기. 입력칸에서는 화살표를 원래의 값 조절에 사용한다. 그림 위 두 손가락 확대·축소와 스크롤을 허용한다.

경로차와 위상차

\Delta\varphi=\frac{2\pi(r_2-r_1)}{\lambda}

해 보기 중앙 보강을 누른 뒤 첫 상쇄를 누른다. 경로차가 0과 0.50 파장, 합성 진폭이 2와 0인지 비교한다.

정지 그림에서 확인

y=y_1+y_2

해 보기 정지한 채 관측점을 옮기고 아래 두 경로 끝의 위상을 비교한다.

중앙선의 보강

r_1=r_2

해 보기 관측점 x를 0으로 두고 y만 바꾼다. 두 경로 길이는 같아 경로차가 계속 0이다.