Interferenssiä

Interferenssiä on ilmiö, jossa kaksi tai useampi aalto superponoituu muodostaen uuden, muuttuvan aaltokuvion. Se tapahtuu erityisesti silloin, kun aallot ovat koherenteja eli niillä on vakaa vaihe-erä ja sama taajuus. Interferenssi voi vahvistaa toisiaan (rakentava interferenssi) tai heikentää toisiaan (tuhoava interferenssi), riippuen vaihe-erosta.

Fysikaaliselle kuvaukselle keskeinen käsite on vaihe-ero ja polkutasoero. Kun kaksi aaltoa kulkee eri reittejä, niiden vaihe-ero Δφ johtuu reittierosta ΔL ja aallonpituudesta λ: Δφ = 2π ΔL / λ. Rakentava interferenssi syntyy, kun Δφ on kokonaislukuinen moninkertainen 2π, tuhoava kun Δφ on (k+1/2)2π. Aaltojen amplituuteista riippuen kokonaisintensiteetti on I = I1 + I2 + 2 sqrt(I1 I2) cos Δφ.

Koherenssi on interferoinnin edellytys: sekä temporaarinen että spatiaalinen koherensina ovat tärkeitä, jotta vaihe-ero pysyy hallittuna ja kuvio pysyy yllä. Tyypillisiä esimerkkejä ovat valon kaksoisreunaviiva- kokeet ja Michelsonin interferometri, jotka hyödyntävät interferenssiä tarkkoihin mittauksiin. Myös ääni- ja radioaalloissa sekä kvanttitransaktioissa voi esiintyä interferenssiä.

Sovelluksia on laajalti: optiikka ja fotoniikka, metrologia, holografia, viestintä ja signaalinkäsittely sekä aktiivinen melunvaimennus. Interferenssi määrittelee usein tarkkuuden ja raja-arvot mittauksissa, joissa pienet reittimuutokset ilmenevät suurina muutoksina kuviossa.