Fenomenul de interferență apare atunci când două sau mai multe unde se suprapun, formând un câmp de interferență caracterizat prin puncte cu amplitudini diferite. Undele oscilatorii pot crea unde staționare, iar vibrațiile rezonanței unui fir sunt influențate de lungimea acestuia și de defazajul undelor interferente. Experimentele descrise demonstrează cum se formează noduri și ventre în funcție de lungimea firului și modul în care acesta vibrează.

1. UNDE STATIONARE

2. Mica Teorie Fenomenul de suprapunere a doua sau mai multe unde care ajung intr-un punct al mediului elastic poarta numele de interferenta. Regiunea din spatiu in care are loc fenomenul de interferenta se numeste camp de interferenta. Orice camp de interferenta este caracterizat prin existenta unor puncte care oscileaza cu amplitudini diferite. Undele produse pe suprafata unui lichid aflat in re pa us doua corpuri care ating periodic acea suprafata interfereaza constructive in pu n ctele de amplitudine maxima si interfereaza distructiv in punctele de amplitudine minima. Interferenta este stationara in punctele din campul de interferenta( amplitudinea ramane constanta in timp) daca sursele de unde sunt coerente( diferenta dintre faza se mentine constanta in timp). Noua unda este formata din ventre si noduri care nu se deplaseaza in timp si se numeste unda stationara. Punctele cu amplitudine maxima de oscilatie se numesc ventre iar cele cu amplitudine minima noduri. Intr-o unda stationara toate punctele oscileaza cu amplitudini constante in timp, cuprinse intre valoarea maxima in ventre si valoarea 0 in noduri.

3. Experimente Pentru Studiul Interferentei Undelor Provocarea 1. Un fir este fixat de un capăt, iar celălalt capăt este forţat să oscileze. Cum te aştepţi să oscileze diferitele porţiuni ale firului? De la capătul forţat să oscileze se propagă unde în lungul firului. Ajunse la capătul fixat, undele se reflectă şi îşi inversează sensul de propagare. Pe drumul de întoarcere, undele reflectate întâlnesc unde care sosesc de la capătul care oscilează şi interferă cu acesta. Într−un punct oarecare P al firului, unda directă parcurge drumul x , în timp ce unda reflectată parcurge, pe traseul dus−întors, drumul (geometric) Diferenţa de drum (geometric) pentru undele (reflectată şi directă) care interferă este, aşadar: Prin reflexie pe un obstacol mai rigid (capătul fixat), unda reflectată îşi modifică brusc faza cu  ("pierde" o jumătate de ciclu), astfel că defazajul undelor care se întâlnesc în P este: .

4. Aşadar, starea de interferenţă a punctului P depinde doar de coordonata x a acestui punct şi nu semodifică în timp − interferenţa este staţionară. Capătul care oscilează forţat (pentru care x = 0), defazajul faţă de unda reflectată pe capătul fixat este : Dacă interferenţa este constructivă, amplitudinea de oscilaţie va fi maximă: firul vibrează rezonant. Aceasta se întâmplă doar pentru anumite lungimi ale firului!

5. Provocarea 2 Investighează vibraţiile de rezonanţă ale unui fir, folosind mijloace la îndemână. Pasul 1 : Construieşte un ansamblu dintr−un mic motor electric (recuperat de la o jucărie) şi două baterii R6 înseriate. O soluţie posibilă este prezentată în figura 2 (motorul a fost fixat în compartimentul becului unei mici lanterne). Pasul 2 Leagă ansamblul la capătul unui şnur gros, lung de aproximativ un metru. Acesta va fi firul care va vibra rezonant. Pasul 3 Fixează pe axul motorului o cleăm−crocodil. Când axul motorului se roteşte rapid, fixarea excentrică a cleimei va determina vitraţia amplă a ansamblului − aceasta este sursa de vibraţii de la unul dintre capetele şnurului. Pasul 4 Ţine de capătul liber al şnurului, astfel încât ansamblul motorului să atârne liber. Porneşte motorul şi observă ce se întâmplă. Modifică lungimea firului care atârnă, ţinând mereu din alt loc, până când obţii unde staţionare rezonante.

6. Pentru anumite lungimi ale firului, capătul inferior vibrează cu amplitudine maximă. Totodată, aspectul firului este de "fus" multiplu, cu unele puncte care oscilează amplu (numite ventre ), precum şi alte puncte care nu oscilează deloc, numite noduri (figura 3).

7. Provocarea 3 Cât te aştepţi să fie distanţa dintre un ventru şi nodul vecin al unui fir care vibrează rezonant? Defazajul undelor care interferă într−un ventru este un multiplu par de  : iar defazajul în nodul vecin este multiplul impar de  : Din aceste relaţii, obţii distanţa dintre un ventru şi nodul vecin: Într−un fir care vibrează rezonant, nodurile şi ventrele se succed regulat, la distanţe egale cu câte un sfert de lungime de undă.

8. Provocarea 4 În câte moduri te aştepţi să poată vibra rezonant un fir fixat la ambele capete? Capetele fiind fixate, acestea nu pot fi decât noduri. Între acestea trebuie să se afle cel puţin un ventru . Acesta este modul fundamental de vibraţie al unui fir fixat la ambele capete ( figura 4). Lungimea unui fir fixat la ambele capete, care vibrează rezonant în modul fundamental, este egală cu o jumătate de lungime de undă. Condiţia de vibraţie rezonantă este îndeplinită şi pentru configuraţii cu mai multe noduri şi ventre. Acestea sunt moduri armonice de vibraţie rezonantă (figura 5).