התאבכות

מקרה בעל חשיבות מיוחדת של הרכבת גלים הוא כאשר הפרש פאזות בין שני הגלים המרכיבים קבוע. גלים כאלה נקראים קוהרנטיים ("מקושרים, מצומדים" בלטינית).

גלים קוהרנטיים הם גלים שהפרש הפאזות ביניהם קבוע.

מהדרישה על הפרש פאזות קבוע נובע גם, כי התדירויות של שני הגלים צריכות להיות שוות, וכך גם אורחי הגל. האמפליטודות של גלים קוהרנטיים יכולות להיות שונות, אך ברוב המקרים המעשיים גם הן דוות. מבחינה מעשית, גלים קוהרנטיים מתקבלים מאותו המקור, כאשר אורח הדרך שעובר כל אחד מהגלים, שונה.

בהרכבת שניים או יותר גלים קוהרנטיים נוצר גל אחד שיש לו אותו אורך הגל שהיה לגלים המרכיבים, אך האמפליטודה שלו תלויה בהפרש הפאזות בין המרכיבים:

תופעה זו נקראת התאבכות (אינטרפרנציה).

התאבכות היא תופעת היווצרות גל אחד כתוצאת הרכבה של גלים קוהרנטיים.

כאשר בין שני הגלים המרכיבים אין הפרש פאזות, נוצר גל בעל אמפליטודה השווה לסכום האמפליטודות של שני המרכיבים. מקרה זה נקרא התאבכות בונה (constructive interference). כאשר בין הגלים יש הפרש פאזות של π (זאת אומרת, הגלים נמצאים בפאזות הפוכות), מדובר בהתאבכות הורסת (destructuve interference), שבה הגלים "מחסלים" זה את זה. במה תלוי, אם תהיה התאבכות בונה, הורסת או אחרת? בהפרש פאזות. היות וברוב המקרים שני גלים קוהרנטיים יוצאים באותו המקור, הפרש הפאזות ביניהם תלוי בהפרש מרחקים , שעבר כל אחד מהגלים. אם נוכל לשנות באמצעות מישורים מחזירי גל (מישורים כאלה נקראים מראות, לא רק עבור גלי אור אלא גם עבור גלים אחרים) את הדרכים של כמה גלים היוצאים מאותו המקור, נוכל להבחין בהתאבכות בונה, כאשר הפרש המרחקים יהיה שווה למספר שלם של אורכי גל (ראה גל שחור וגל כחול בתמונה מטה). ואם תהיה הפרש הדרכים שווה למספר אורכי גל חצי-שלם (גל שחור וגל אדום בתמונה), נקבל התאבכות הורסת:

על כן, תנאי ההתאבכות הבונה הוא:

Δl=nλ

ותנאי ההתאבכות ההורסת הוא (כאן n הוא מספר אי-זוגי):

Δl=n/2·λ

 

עבור מקרה כללי תהיה האמפליטודה של הגל המתקבל עקב התאבכות:

A = (A12 + A22 + 2A1A2 cosΔϕ)1/2

כאשר A1 ו-A2 הן האמפליטודות של שני המרכיבים ו-Δϕ הוא הפרש הפאזות ביניהם.

הערה: בספרות חל בלבול מסוים בנוגע למונחים "התאבכות" ו"הרכבה". יש ספרים, שבהם רק המקרים של התאבכות בונה (הפרש פאזות אפס) והתאבכות הורסת (הפרש פאזות של π) נקראת התאבכות ובשאר המקרים מדובר בהרכבה. יש ספרים שמשתמשים בשני המונחים  לסירוגין. ויש ספרים שבהם התאבכות היא הרכבה של גלים קוהרנטיים בלבד. אני מקבל את כל העמדות הנ''ל, אומנם כאן יתנהל הדיון לפי הדעה  השלישית, היא שהתאבכות היא הרכבה של גלים קוהרנטיים.