Dwa identyczne głośniki mogą stworzyć miejsce, w którym ton staje się cichszy zamiast głośniejszy
Jeśli dwa głośniki odtwarzają ten sam czysty ton z ustaloną relacją faz, wynik zależy od różnicy dróg do słuchacza. Tam, gdzie obie fale docierają zgodnie, ich ciśnienia dodają się i dźwięk jest silniejszy. Kilkadziesiąt centymetrów dalej jedna fala może przebyć o pół długości fali więcej niż druga, przez co dotrą w przeciwnej fazie i częściowo się wygaszą. Powstaje przestrzenny wzór maksimów i minimów, a nie jednolite „dwa razy głośniej”. Efekt jest szczególnie łatwy do zaobserwowania dla pojedynczego tonu i dwóch zsynchronizowanych źródeł.
Różnica drogi zamienia się w różnicę fazy
Faza określa, w którym miejscu cyklu znajduje się fala. Jeśli jedna fala ma do pokonania dodatkową drogę równą całej długości fali, dociera ponownie w tej samej fazie. Jeśli dodatkowa droga wynosi pół długości fali, maksimum jednej spotyka minimum drugiej. Dla jednakowych amplitud te chwilowe ciśnienia mogą niemal się znosić. W praktyce dokładne minimum jest trudniejsze z powodu odbić i różnic poziomu, ale spadek może być bardzo wyraźny.
Przesunięcie głowy zmienia różnicę dróg
Dla tonu 1 kHz długość fali w powietrzu ma około 34 cm, więc zmiana różnicy dróg o 17 cm odpowiada połowie długości fali. Wystarczy więc stosunkowo mały ruch, by przejść od warunku wzmocnienia do wygaszenia. W demonstracji z dwoma głośnikami słuchacz może poruszać głową w poprzek pola i słyszeć serię głośniejszych oraz cichszych obszarów. Im niższa częstotliwość, tym większe są odległości między kolejnymi minimami.
Szerokopasmowa muzyka zachowuje się bardziej skomplikowanie
Każda częstotliwość ma inną długość fali, więc minimum dla 500 Hz nie przypada w tym samym miejscu co minimum dla 2 kHz. Dlatego przy muzyce dwa źródła nie tworzą zwykle jednego punktu całkowitej ciszy. Zamiast tego powstaje filtr grzebieniowy: część częstotliwości jest wzmacniana, część osłabiana. To ważny problem w nagłośnieniu, gdy ten sam sygnał dociera do mikrofonu lub słuchacza z dwóch głośników albo drogą bezpośrednią i odbitą.
Interferencja pozwala też projektować dźwięk
To samo zjawisko, które może przypadkowo zepsuć nagłośnienie, jest podstawą macierzy fazowanych i aktywnej kontroli hałasu. Poprzez świadome ustawianie opóźnień można wzmacniać promieniowanie w żądanym kierunku i tworzyć minima gdzie indziej. Demonstracja z dwoma głośnikami pokazuje więc w najprostszej postaci zasadę wykorzystywaną w dużo bardziej złożonych systemach akustycznych.
Odbicie od jednej ściany może zrobić to samo co drugi głośnik
Nawet pojedyncze źródło może wytworzyć interferencję z własnym odbiciem. Fala bezpośrednia i odbita od ściany mają różne drogi, więc dla kolejnych częstotliwości ich różnica fazy zmienia się cyklicznie. W mikrofonie pojawia się wtedy filtr grzebieniowy z szeregiem minimów i maksimów. To dlatego ustawienie mikrofonu blisko biurka, szyby lub ściany może zmienić barwę nagrania mimo braku drugiego fizycznego głośnika. „Drugim źródłem” staje się obraz akustyczny tworzony przez odbicie.
Wygaszenie jest ekstremalnie czułe na równość amplitud
Aby dwie sinusoidy wyzerowały się dokładnie, muszą mieć tę samą częstotliwość, równą amplitudę i różnić się fazą dokładnie o 180 stopni. Jeśli jedna jest choć trochę silniejsza, po zsumowaniu pozostaje reszta. W realnym pokoju źródła mają różne charakterystyki, a odbicia dostarczają dodatkowych fal, dlatego idealna cisza w szerokim obszarze jest praktycznie niemożliwa. Mimo to głębokie minima pojedynczego tonu są łatwe do pokazania i stanowią bardzo czystą demonstrację zasady superpozycji.
W prawdziwym stereo celowo unika się części niekorzystnych interferencji
Dwa głośniki stereo zwykle nie odtwarzają identycznego sygnału we wszystkich chwilach, a słuchacz siedzi w określonej geometrii. Mimo to wspólne składniki obu kanałów mogą tworzyć filtrację zależną od pozycji, szczególnie przy odsłuchu monofonicznym z dwóch źródeł. Projekt pomieszczenia i ustawienie kolumn dążą do ograniczenia wczesnych odbić oraz symetrii, aby obraz stereo był stabilny. Interferencja jest więc nie tylko demonstracją laboratoryjną, ale codziennym problemem odsłuchu.