Te Whakararuraru Ngaru: Te Ariā, Ngā Momo, me Ngā Whakamahinga
Ko te pokanoa ngaru he āhuatanga e puta ana ina tūtaki ngā ngaru e rua, neke atu rānei, ā, ka awe tetahi i tetahi. Ka taea tēnei āhuatanga te puta i roto i ngā momo ngaru rerekē, tae atu ki ngā ngaru oro, ngā ngaru mārama, me ngā ngaru wai. Ka whakamāramahia e tēnei tuhinga te ariā o te pokanoa ngaru, ōna momo, me ētahi o ōna whakamahinga i roto i te oranga o ia rā me te hangarau.
Te Ariā o te Wawaotanga o te Ngaru
Ka puta te pokanoa ngaru ina tūtaki, ka honoa ngā ngaru e rua, neke atu rānei, e haere ana i roto i te reo kotahi, ka puta he tauira ngaru hou. Ka taea te whakanui, te whakaiti rānei i tēnei tauira, i runga i ngā āhua o ngā ngaru e whakawhiti ana.
Ina tūtaki ngā ngaru e rua, e rua ngā mea nui ka taea:
1. Te Whakararuraru Hanga: Ka puta ina tūtaki ngā tihi (ngā awaawa rānei) o ngā ngaru e rua ki te pūwāhi kotahi, ka puta he ngaru he nui ake te kaha.
2. Te Whakararuraru Whakangaro: Ka puta ina tūtaki te tihi o tētahi ngaru ki te raro o tētahi atu ngaru, ka puta he ngaru he iti ake te kaha, he kore rānei te kaha.
Tātai Whakararuraru Ngaru
Mā te pāngarau, ka taea te whakamārama i te pokanoa mā te whakamahi i te mātāpono o te taupatupatu. E kī ana tēnei mātāpono ina tūtaki ngā ngaru e rua, ko te whānuitanga katoa i tētahi pūwāhi ko te tapeke taupū o ngā whānuitanga o ngā ngaru e rua i taua pūwāhi.
Me kī e rua ā tātou ngaru sinusoidal e horapa ana i roto i te reo kotahi, e whakaatuhia ana e te whārite:
\[ y_1(x, t) = A \sin(kx – \omegat + \phi_1) \]
\[ y_2(x, t) = A \sin(kx – \omegat + \phi_2) \]
Kei hea:
– Ko te kaha o te ngaru ko \( A \),
– Ko te tau ngaru te \( k \),
– Ko te auau koki ko \( \omega \),
– Ko \( \phi_1 \) me \( \phi_2 \) ngā wāhanga tuatahi o ngā ngaru e rua.
Mā te pokanoa o ēnei ngaru e rua ka puta he ngaru katoa, ko te tapeke tēnei o ngā ngaru e rua:
\[ y(x, t) = y_1(x, t) + y_2(x, t) \]
Ngā Momo Whakararuraru Ngaru
1. Te Whakararuraru Hanga
Ka puta te pokanoa hangahanga ina he rite te āhua o ngā ngaru e rua e tūtaki ana, arā, ka puta ngā tihi me ngā heke o ngā ngaru e rua i te pūwāhi kotahi. Ka hua ake he ngaru he nui ake te kaha i te kaha o ngā ngaru taketake e rua.
Ko te whārite mō te pokanoa hanga ko:
\[ y(x, t) = 2A \cos\left(\frac{\phi_1 – \phi_2}{2}\right) \sin\left(kx – \omega t + \frac{\phi_1 + \phi_2}{2}\right) \]
2. Te Whakararuraru Whakangaro
Ka puta te pokanoa whakangaro ina tukinga ngā ngaru e rua, ā, kei te rerekē te āhua, arā, ka tūtaki te tihi o tētahi ngaru ki te raro o tētahi atu. Ka hua ake he ngaru he iti ake te kaha, ā, i ētahi wā, ka taea te whakakore katoa i te ngaru.
Ko te whārite mō te wawaotanga whakangaro ko:
\[ y(x, t) = 2A \sin\left(\frac{\phi_1 – \phi_2}{2}\right) \cos\left(kx – \omega t + \frac{\phi_1 + \phi_2}{2}\right) \]
3. Te Whakararuraru Wāhanga
Ka puta te whakararuraru ā-wāhanga ina kore e ōrite te āhua o ngā ngaru e tūtaki ana, ina rerekē rawa rānei te āhua o te whakararuraru. Ka puta he tauira whakararuraru uaua ake, ka rerekē te whānui o te kaha i ngā pūwāhi rerekē i waenga i te whakanui me te whakaiti.
Ngā Taupānga Whakararuraru Ngaru
He whānuitia ngā whakamahinga o te pokanoa ngaru i roto i te pūtaiao, te hangarau, me te oranga o ia rā. Anei ētahi tauira:
1. Ngā Tauira Whakararuraru i roto i te Tirohanga Whānui
I roto i te ao whatu, ka whakamahia te pokanoa o ngā ngaru mārama i roto i ngā momo taputapu me ngā hangarau. Ko tētahi tauira matarohia ko te whakamātautau rua-kōhatu a Young, e tukuna ana te mārama mārama mā roto i ngā kōhatu whaiti e rua, ka puta he tauira pokanoa i runga i te mata i muri i a rāua. Kei roto i tēnei tauira ngā whitiki kanapa me ngā whitiki pōuri e puta mai ana i te pokanoa hanga me te pokanoa whakangaro.
2. Interferometry
Ko te Interferometer he tikanga e whakamahi ana i te pokanoa ngaru hei ine i te tawhiti, i ngā huringa iti rānei o te tūranga me te tino tika. Ko te interferometer Michelson tētahi tauira o tētahi taputapu e whakamahi ana i tēnei mātāpono, ā, kua whakamahia i roto i ngā whakamātautau nui maha, tae atu ki te kitenga o ngā ngaru ā-papa mā te LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).
3. Papa Angiangi
Ka puta anō hoki te whakararuraru i roto i ngā paparanga angiangi, pērā i ngā mirumiru hopi, i ngā kiriata hinu rānei i runga i te wai. Ina haere te mārama mā roto i tētahi paparanga angiangi, ka whakaatahia ētahi o te mārama mai i te mata o runga, ko ētahi mai i te mata o raro. Kātahi ka whakararuraru ēnei ngaru mārama e rua, ka puta he tae rerekē i runga i te matotoru o te paparanga me te roanga ngaru o te mārama.
4. Paorooro-Whakakore Korooro
Ka whakamahia e tēnei hangarau te kaupapa o te wawaotanga whakangaro hei whakaiti i te haruru o te taiao. Ka hopukina e ngā hopuoro i roto i ngā paneoro ngā oro mai i te taiao e karapoti ana, kātahi ka whakaputa i ngā ngaru oro kei te āhua rerekē. Ka whakakorea e ēnei ngaru oro e rua tetahi i tetahi, ka whakaitihia te haruru e rangona ana e te kaiwhakamahi.
5. Hangarau Holography
Ko te Hologram he tikanga mō te tuhi me te tārua i ngā whakaahua toru-ahu e whakamahi ana i te whakararuraru mārama. I roto i te tukanga hanga hologram, ka wehea he hihi mārama ōrite mai i te laser kia rua: ko tētahi hei hihi tohutoro, ko tētahi hei hihi mea e whakaatahia ana mai i te mea hei tuhi. Kātahi ka whakararuraru ēnei hihi e rua ki te reo tuhi, ka hangaia he tauira whakararuraru e tuhi ana i ngā mōhiohio toru-ahu o te mea.
Whakamutunga
He āhuatanga taketake te pokanoa ngaru, he maha ngā whakamahinga i roto i ngā momo pūtaiao me ngā hangarau. Mā te mārama ki te ariā taketake o te pokanoa me ōna momo, ka taea e tātou te mārama ki te whakamahinga o tēnei āhuatanga i roto i ngā momo whakamahinga mahi me ngā mahi auaha. Mai i ngā whakamātautau whatu ki ngā hangarau matatau pēnei i te interferometry me ngā pane whakarongo whakakore haruru, kei te whai wāhi nui tonu te pokanoa ngaru ki te whakatairanga i te pūtaiao me te hangarau.
