Interferenssit

Interferentssit ovat ilmiö, jossa kahden tai useamman aallon yhteisvaikutuksesta syntyy uusi, usein vaihtuva intensiteettikuvio. Ilmiö voidaan havaita sekä klassisessa että kvanttisessa kontekstissa, ja se syntyy, kun aallot ovat koherentteja ja niiden vaihe-erot pysyvät määrättynä suhteessa toisiinsa.

Aineksena interferenssissä on aaltojen superpositio. Kun kahden aallon amplitudit ovat samalla vaiheella (in phase), ne vahvistavat toisiaan ja syntyy konstruktivinen interferenssi; kun vaiheet ovat vastakkaiset (out of phase), vastakkaiset amplitudit kumoutuvat ja syntyy destruktiivinen interferenssi. Fyysisessä mielessä vaihe-ero määrää, miten voimakas tai heikko kokonaisintensiteetti on. Taustalla on käsitelty path difference ja aallonpituus: suurempi polkukaari-ero muuttaa vaihe-eroa, jolloin kuvio muuttuu.

Käytännön esimerkkejä ovat Youngin kaksoisreikäkoe, jossa valon ja muiden aaltomuotojen interferenssikuvio Paljastaa aaltoluonteen. Interferenssia havaitaan myös elektroneilla, neutroneilla ja atomeilla. Interferenssikuvioja on usein refraktiivisen indeksoinnin, etäisyyden tai pinnan muodostaessa, ja niitä käytetään usein ns. fringecienneissä.

Sovelluksia ovat interferometrit, kuten Michelsonin, Mach-Zehnderin ja Fabry-Pérotin järjestelmät, joita käytetään erittäin pienien etäisyyksien mittaamiseen, taajuuksien ja indikoitujen indeksien tarkkaan määrittämiseen sekä optisen koherenssin tutkimiseen. Interferenssi on keskeinen periaate myös holografiassa sekä monissa tarkkuusmittauksiin liittyvissä tekniikoissa. Decoherence ja ympäristövaikutukset voivat häiritä interferenssikuvioita, jolloin koherenssi ja järjestelmän eristäminen ovat olennaisia.