Apabila dua gelombang bertindih, keduanya bertambah. Jika puncak satu bertemu puncak yang lain, ia saling menguatkan, dipanggil interferens membina; jika puncak bertemu palung, ia membatal, dipanggil interferens memusnah. Penambahan gelombang ini dipanggil superposisi.
Fon kepala pembatal bunyi menggunakan mikrofon kecil untuk mencerap bunyi yang masuk, kemudian memainkan gelombang bunyi sepadan yang disongsangkan, supaya puncaknya sejajar dengan palung bunyi bising. Di tempat kedua-duanya bertemu di telinga anda, ia membatal, dan dengungan sekata kabin pesawat atau gerabak LRT menjadi jauh lebih senyap.
Ia paling berkesan pada nada rendah yang sekata, kerana bunyi mengejut atau kompleks lebih sukar disongsangkan tepat pada masanya. Ini interferens yang sama seperti riak daripada dua batu yang bersilang di kolam.
Dalam SPM, anda patut menerangkan interferens menggunakan superposisi dan mengenal pasti tempat gelombang bertambah atau membatal.
Salah faham biasa
- Pembatalan bunyi menyekat bunyi dengan dinding fizikal -> Ia menambah gelombang bunyi bertentangan supaya keduanya membatal; sekatan ialah kesan pasif yang berasingan.
- Interferens memusnah memusnahkan tenaga -> Tenaga tidak dimusnahkan; ia diagihkan semula, terkumpul di tempat gelombang menguat.
- Dua bunyi sentiasa menghasilkan bunyi lebih kuat -> Hanya jika ia menguat; jika tidak sefasa, ia boleh membatal sebahagian atau sepenuhnya.
Fizik di sebaliknya
Apabila dua gelombang bertindih, prinsip superposisi menyatakan bahawa sesaran keseluruhan pada mana-mana ketika ialah hasil tambah sesaran berasingan. Jika satu gelombang mempunyai puncak +A di tempat yang satu lagi mempunyai palung −A, keduanya bertambah menjadi sifar, iaitu interferens memusnah.
Bagi bunyi, pembatalan penuh memerlukan dua gelombang mempunyai amplitud sama dan benar-benar tidak sefasa.
Ambil dengungan rendah pada 100 Hz. Bunyi bergerak pada kira-kira 340 m s⁻¹, jadi panjang gelombangnya ialah λ = v/f = 340 m s⁻¹ ÷ 100 Hz = 3.4 m.
Gelombang sepadan membatalkannya hanya apabila puncaknya sejajar dengan palung bunyi bising, iaitu anjakan setengah panjang gelombang, di sini 1.7 m. Itu jarak yang agak besar, sebab itu nada rendah yang sekata paling sesuai dikendalikan fon kepala ini.
Amplitud hanya bertambah: perubahan tekanan +0.5 Pa daripada bunyi bising bertemu −0.5 Pa daripada anti-bunyi memberi 0.5 Pa + (−0.5 Pa) = 0 Pa pada gegendang telinga anda. Tiada ayunan tekanan bermakna tiada bunyi.
Tenaga tidak dimusnahkan; ia diagihkan semula menjauhi titik pembatalan.
Lihat dalam kehidupan seharian
Di rumah, dengungan sekata pemampat penghawa dingin atau peti sejuk sangat sepadan dengan teknologi ini. Dengungan itu ialah nada rendah yang tidak berubah, tepat jenis gelombang yang boleh dicerap oleh mikrofon kecil dan kemudian dipadankan dengan salinan songsang.
Pakai fon telinga pembatal bunyi semasa belajar berhampiran mesin sebegitu, dan dengungan latar yang berterusan itu susut, menjadikan muzik atau fikiran anda sendiri lebih jelas, walaupun bunyi mengejut sudu terjatuh masih menembusi. Sebabnya ialah elektroniknya boleh menjangka dan menyongsangkan nada berulang, tetapi bunyi tajam yang sekali sahaja berubah terlalu cepat untuk dibatalkan tepat pada masanya.
Anda boleh perhatikan idea gelombang ini tanpa elektronik juga. Dalam dewan besar yang kosong, berjalan perlahan sementara nada sekata dimainkan daripada dua pembesar suara, dan anda melalui tempat yang kedengaran kuat dan tempat yang kedengaran perlahan.
Tempat senyap itu ialah lokasi kedua-dua gelombang membatal sebahagian melalui interferens memusnah yang sama, yang sengaja dicipta oleh fon kepala.
Bagaimana ia muncul dalam SPM
Dalam Kertas 2, idea ini diuji dengan kata perintah seperti terangkan, huraikan, nyatakan dan bandingkan. Anda mungkin diminta menerangkan interferens membina dan memusnah, menyatakan prinsip superposisi, atau menghuraikan bagaimana beza lintasan menentukan sama ada gelombang menguat atau membatal.
Dalam bab Gelombang yang sama, interferens berdampingan dengan pembelauan, kerana corak interferens sebenar biasanya terhasil selepas gelombang merebak melalui dua celah. Ia juga dibina atas asas gelombang, tempat panjang gelombang, frekuensi dan hubungan v = fλ ditakrifkan, dan ia berkait dengan sifat gelombang bunyi.
Satu tugasan biasa ialah menghuraikan eksperimen interferens dua sumber dengan gelombang air atau bunyi, serta menghubungkaitkan kedudukan titik kuat dan senyap dengan beza lintasan dalam gandaan penuh atau setengah panjang gelombang. Kekalkan penaakulan anda pada puncak bertemu puncak atau puncak bertemu palung, dan guna v = fλ dengan unit yang betul apabila panjang gelombang perlu dicari.
Sumber: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)