複数の波が同時に重なり合い、互いに強め合ったり、弱め合ったりする場所ができる現象を 波の干渉 といいます。

例えば、水面上にある2つの点に対して、指を上下に動かした時を考えてみましょう。

2つの点をS₁、S₂とすると、S₁、S₂は 波源 となり、波が同心円状に広がっていきますね。この2つの波が干渉すると、互いに強め合ったり、弱め合ったりするのです。今回は、干渉する2つの波が 同位相 であるときの 強め合う条件 について解説していきます。

強め合いの条件について解説を始める前に、 位相 という言葉を振り返っておきましょう。波の高さは y=Asinωt と表すことができましたね。位相とは、この式のsinの中身である ωt を表し、単純にいうと 波のタイミング を表すものになります。

波源S₁、S₂から出ている波が 同位相 とは、 波の山と山が同じタイミング で始まったということを表します。

では、波源S₁、S₂から 同位相 で波が送り出されたとして、どのような点で2つの波が 強め合う のかを考えていきましょう。S₁、S₂から送り出された波を表す次の図を見てください。

S₁から出た波が、たまたま点Pに山として届いたとします。このとき、S₂から出た波が点Pにどのような振動状態で届けば、2つの波は強め合うでしょうか？

S₁からの振動が山 ならば、 S₂からの振動も同じ山 であれば、波は強め合って振幅が2倍となりますね。仮にS₁からの振動がたまたま谷であったならば、S₂からの振動も同じ谷であれば、波は強め合って振幅が2倍となります。

ある点PにS₁から出た波が山として届いたとします。このとき、もし距離S₂Pが、距離S₁Pまでの距離に等しければ、2つの波は強め合いますね。

つまり、 |S₁P-S₂P|=0 ならば 強め合う ことがわかります。

ただし、波が強め合う条件は|S₁P-S₂P|=0だけではありません。2つの波が強め合うのは、 山と山が同じタイミングで点Pに届く ときです。図に表すと次のようになります。

ここで注目したいのは 2つの波源との距離差|S₁P-S₂P| です。|S₁P-S₂P|が1波長λ離れていれば、山と山が同じタイミングで届きますよね。さらに、距離の差が2λ、3λ……でも強め合いが起こります。すなわち、 距離の差|S₁P-S₂P|=mλ (m=0，1，2，……)であれば強め合う と言うことができますね。

2つの波源が 同位相 のときは、 距離差|S₁P-S₂P| が 波長の整数倍 ならば 強め合う ということをおさえておきましょう。