Våginterferens

Våginterferens är ett fysikaliskt fenomen där två eller fler vågor överlappar och bildar en sammanlagd våg. Fenomenet följer superpositionsprincipen och gäller för olika typer av vågor, till exempel ljus, ljud och vattenvågor. När vågorna har en fast fasrelation kallas de koherenta, och deras överläggning kan ge upphov till tydliga ljus- eller ljudmönster med både förstärkta och försvagade regioner.

Den matematiska grunden är att den sammanlagda vågens amplitud är summan av de enskilda vågornas amplituder. Om två vågor har amplituderna E1 och E2 och ett fasförhållande φ får man den sammanlagda intensiteten I ∝ |E1 + E2|^2. När båda vågorna har liknande amplitud förenklas detta till I = I1 + I2 + 2√(I1 I2) cos φ. Fasskillnaden φ kan uppkomma av olika längder som vågorna har färdats, och är φ = (2π/λ) ΔL för ljus med våglängden λ.

Interferens uppstår i maxima när φ = 2πm (konstruktiv interferens) och i minima när φ = (2m+1)π (destruktiv interferens). Om vågorna har samma amplitud ger I = 4I0 cos^2(φ/2). Koherenslängd och små miljöförändringar påverkar mönstret.

Exempel och tillämpningar inkluderar Youngs dubbelfalts- experiment, tunna filmbildernas färgändringar (Newton’s rings), och olika typer av interferometrar (Michelson, Fabry-Pérot) som används i precis längdmätning, spektralanalys, telekommunikation och gravitationsvågsdetektion. Skillnaden mellan interferens och enkel diffraktion är att interferens bygger på flera vågor med sammanlagd fasrelation, medan oförändrad fas mellan vågor ofta saknas i en enfasd källor.

---