Principal diferença - interferência construtiva vs. destrutiva

Interferências construtivas e destrutivas são fenômenos que ocorrem quando várias ondas se encontram. o principal diferença entre interferência construtiva e destrutiva é que interferência construtiva ocorre quando os deslocamentos das ondas que se encontram estão na mesma direção, enquanto que interferência destrutiva ocorre quando os deslocamentos das ondas que se encontram estão em direções opostas.

Princípio da Superposição

Interferência construtiva e destrutiva ocorre devido ao princípio de superposição. De acordo com este princípio, quando várias ondas do mesmo tipo se encontram em um ponto, o deslocamento resultante nesse ponto é a soma dos deslocamentos devido a cada uma das ondas incidentes.

Quando duas ondas se encontram e as oscilações das duas ondas estão no mesmo estágio, então dizemos que as duas ondas estão oscilando em fase. o diferença de fase entre duas ondas que se encontram em fase está um múltiplo inteiro de número par de pi (0, 2π, 4π,…). Se as oscilações estão em estágios opostos do ciclo, então dizemos que as ondas estão oscilando completamente fora de fase ou em antifase. A diferença de fase entre duas ondas que estão em antifase é um múltiplo inteiro ímpar de pi (π, 3π, 5π,…).

O que é interferência construtiva

A interferência construtiva ocorre quando as ondas se encontram, tendo cada um de seus deslocamentos na mesma direção. O resultado é que os deslocamentos se reforçam, formando uma onda resultante com uma amplitude maior do que a amplitude de qualquer uma das ondas que se combinam para produzi-la. O diagrama abaixo mostra duas ondas se encontrando em fase para produzir interferência construtiva:

Interferência construtiva entre duas ondas na mesma fase (mostrada em vermelho e verde. A onda resultante é mostrada em azul).

O que é interferência destrutiva

Quando as ondas que se combinam têm seus deslocamentos em direções opostas, a onda resultante produzida tem uma amplitude menor. Nestes casos, a interferência é destrutiva. No diagrama abaixo, as ondas incidentes (mostradas em vermelho e azul) que estão em antifase uns com os outros, combinam-se para formar a onda azul resultante. Se as amplitudes das ondas incidentes fossem as mesmas, as duas se cancelariam completamente e não haveria nenhuma onda resultante (ou seja, a onda resultante terá "amplitude zero").

Interferência destrutiva: duas ondas incidentes (vermelha e verde) que estão em antifase se encontram, produzindo a onda resultante azul.

Fones de ouvido com cancelamento de ruído dependem Interferência destrutiva: quando uma onda sonora “ruidosa” é detectada, os fones de ouvido emitem uma onda em antifase com o ruído. As duas ondas interferem de forma destrutiva, efetivamente “cancelando” o ruído. Revestimentos anti-reflexos em óculos funcionam da mesma maneira. O revestimento aplicado no vidro reflete a luz do brilho de volta para o vidro, de modo que quando o brilho encontra o “brilho refletido”, eles interferem de forma destrutiva, anulando o brilho.

Vidro normal (à esquerda) em comparação com o vidro com revestimento anti-reflexo (à direita). O revestimento anti-reflexo faz uso da interferência destrutiva das ondas de luz para anular o brilho.

Padrões de Interferência

Quando ondas de fontes diferentes se encontram, a interferência em cada ponto além das fontes depende da diferença de fase em cada um desses pontos. Devido à diferença nas distâncias que as ondas precisam percorrer para chegar a um determinado local, a interferência será construtiva em alguns locais e destrutiva em outros. O diagrama abaixo mostra como duas ondas formadas por dois respingos de água interferem. Os círculos verdes e vermelhos mostram o frentes de onda: ou seja, eles mostram as posições das cristas das ondas.

Padrões de interferência formados por dois respingos de água.

Quando duas cristas se encontram (quando uma linha vermelha cruza uma linha verde), ocorre interferência construtiva e uma crista maior é formada. Isso é mostrado em branco no diagrama acima. Alguns desses locais são marcados com “C” s. Onde duas calhas se encontram, a interferência é novamente construtiva. Aqui, vales mais profundos se formam. Esses locais são mostrados em preto e alguns deles são marcados com “T” s. Quando cristas e vales se encontram, a interferência é destrutiva. Esses lugares formam regiões “borradas” na água. Algumas dessas regiões são mostradas com uma linha azul.

Diferença entre interferência construtiva e destrutiva

Deslocamento de Ondas de Incidente

Quando interferência construtiva ocorre, as ondas incidentes têm deslocamentos na mesma direção.

Quando Interferência destrutiva ocorre, as ondas incidentes têm deslocamentos nas direções opostas.

Amplitude das ondas resultantes

Quando interferência construtiva ocorre, a amplitude da onda resultante é maior do que as amplitudes das ondas incidentes. Portanto, a intensidade das ondas resultantes é maior do que a intensidade das ondas incidentes.

Quando Interferência destrutiva ocorre, a amplitude da onda resultante é menor do que as amplitudes das ondas incidentes. Portanto, a intensidade das ondas resultantes é menor do que a intensidade das ondas incidentes.

Cortesia de imagem:

“Simuliertes Interferenzbild zweier punktförmiger Quellen mit gleicher Wellenlänge…” por Dr. Schorsch (Trabalho próprio) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

“Esta foto mostra uma janela revestida anti-seleção…” por Zaereth (próprio trabalho) [CC0 1.0], via Wikimedia Commons