interferenssiaaltoja

Interferenssiaaltoja ovat kahden tai useamman aallon superpositionin tuloksena syntyviä aaltoja, joihin liittyy havaittavia vaikutuksia amplitudissa. Interferenssillä tarkoitetaan kyseistä tapahtumaa, jossa aaltojen vaihe-erot vaikuttavat toistensa vahvistumiseen tai heikentymiseen. Interferenssiaaltoja esiintyy monenlaisissa ilmiöissä: valo-, ääni-, vesiaallot sekä muut aallot voivat muodostaa interferenssikuvioita, kun ne kulkevat samaan tilaan samaan aikaan.

Koherenssi on olennainen edellytys vakaalle interferenssille. Kun aallot ovat koherentteja, niiden vaihe-erot pysyvät suhteellisen vakaina ajan ja tilan suhteen, jolloin interferenssikuvio on pysyvä. Eri aallonpidätteet ja reitit tuottavat polkueron, jonka avulla voidaan laskea vaihe-ero Δφ. Optisesti tämä vaihe-ero liittyy Δφ ≈ (2π/λ) Δx tai vastaavasti reittieroon.

Interferenssissa puhutaankin konstruktivisesta ja destruktiivisesta interfereoi: konstruktivinen interferenssi (Δφ = 2πm) vahvistaa aaltoa ja tuottaa maksimaaleja, kun taas destruktiivinen interferenssi (Δφ = (2m+1)π) heikentää aaltoa ja tuottaa minimeja. Syylyke intensity I ∝ I1 + I2 + 2√(I1 I2) cos Δφ, jolloin kahden aallon yhteisvaikutus riippuu niiden vaihe-erosta.

Esimerkkejä ja kokeellisia sovelluksia ovat Youngin kaksoisreuna, ohutkalvointerferenssi ja Michelsonin interferometri, sekä interferenssi vesiaaltoissa ja ääniaalloissa. Interferenssiaaltojen ilmiöitä hyödynnetään laajasti optisessa koherentissa kuvauksessa, metrologiassa, spektrianalyysissä ja holografiassa. Interferenssialtioiden ymmärrys tukee tarkkaa mittausta ja kehittyneitä kuvantamistekniikoita.